Lubrifiants réfrigérants

Fluides de coupe ou lubrifiants réfrigérants (LUB) – également appelés huile de coupe ou émulsion de perçage – sont utilisés en technique de fabrication lors de la découpe et du formage sur des machines-outils

  • pour l'évacuation de la chaleur
  • pour réduire la friction entre l'outil et la pièce grâce à la lubrification
  • dans les processus d'usinage, pour évacuer les copeaux en les rinçant hors de la zone de travail
  • pour une meilleure précision dimensionnelle de la pièce
  • pour une meilleure qualité de surface
  • pour réduire la formation d'arêtes rapportées sur l'outil et lier la poussière (par ex. lors du meulage)
  • un effet secondaire des fluides de coupe est la protection anticorrosion de la pièce

L'utilisation de fluides de coupe vise à réduire les coûts d'exploitation de la production en diminuant l'usure des outils et en augmentant la vitesse d'usinage.

Lubrification

Lors de l'usinage et du formage, c'est principalement la lubrification mixte qui se produit. Les fluides de coupe réduisent la friction par lubrification et diminuent ainsi l'usure de l'outil, l'échauffement de la pièce et la consommation d'énergie. Des additifs peuvent être ajoutés aux fluides de coupe pour les adapter aux exigences les plus diverses.

Refroidissement

Les fluides de coupe doivent évacuer la chaleur le plus rapidement possible de la zone d'usinage afin d'éviter toute modification de la structure des couches superficielles de l'outil et du matériau. La précision de l'usinage bénéficie également d'un bon refroidissement. Pour les fluides de coupe miscibles à l'eau, la grande capacité thermique de la part d'eau contribue au refroidissement en plus de l'évaporation de l'eau.

 


Composants

Outre l'eau et les huiles, des additifs sont couramment utilisés, ajoutés avant et pendant l'utilisation. Il s'agit par exemple d'agents antimousse, de biocides (bactéricides / fongicides) pour la pré- et post-conservation, de nettoyants désinfectants, de stabilisateurs, d'émulsifiants, d'additifs anticorrosion et d'additifs extrême pression. Les fluides de coupe et leurs préparations doivent être conformes à la directive européenne 1999/45/CE sur les préparations. Pour cela, des fiches de données de sécurité CE doivent être fournies par le fabricant.

Types de fluides de coupe

On distingue deux types de fluides de coupe selon la norme DIN 51385 :
  • Fluides de coupe non miscibles à l'eau (nw)
  • Fluides de coupe miscibles à l'eau (wm) et émulsions aqueuses (wg)

Fluides de coupe non miscibles

Les fluides de coupe non miscibles à l'eau sont principalement utilisés lorsqu'un pouvoir lubrifiant élevé est souhaité.
Huiles non alliées (sans additifs à action chimique) ainsi que huiles alliées. Il s'agit généralement d'huiles minérales à base de naphtènes ou de paraffine, plus rarement d'huiles synthétiques telles que les huiles hydrocraquées, les esters d'huiles ou les huiles hydrogénées. Pour des usinages très simples, une huile minérale "pure" suffit, mais le plus souvent, des additifs phosphorés, soufrés et, dans des cas très rares, chlorés sont ajoutés pour augmenter les performances de l'huile. Les huiles chlorées sont très efficaces, mais très préoccupantes pour la santé et très coûteuses à éliminer. D'autres additifs servent à la protection contre la rouille, à la réduction de la formation de mousse et de brouillard d'huile, et améliorent le comportement à l'écoulement à basse température ainsi que l'indice de viscosité.

  

Fluides de coupe miscibles à l'eau


Les propriétés des fluides de coupe miscibles à l'eau sont une bonne évacuation de la chaleur grâce à la forte teneur en eau, mais un pouvoir lubrifiant plus faible. La teneur en huile des émulsions se situe généralement entre 5 et 8 pour cent.
Il existe des concentrés miscibles à l'eau ou des émulsions prêtes à l'emploi. Les fluides de coupe miscibles à l'eau contenant de l'huile minérale contiennent, outre des émulsifiants et de l'huile minérale, des additifs pour une meilleure lubrification, comme par exemple des esters d'huiles et des additifs soufrés, des additifs anticorrosion et des additifs empêchant la formation de mousse. Les fluides de coupe miscibles à l'eau sans huile minérale peuvent être des émulsions, par exemple à base d'huile de colza, mais aussi des solutions qui contiennent par exemple des alcools polymères pour lubrifier au lieu de l'huile.

 

Nettoyage du fluide de coupe

Il est judicieux de filtrer les fluides de coupe pour pouvoir les utiliser plus longtemps. Des fluides de coupe propres permettent d'obtenir une meilleure qualité de surface. L'utilisation de fluides de coupe est importante pour améliorer la durée de vie des outils et la qualité de surface des matériaux. L'élimination se fait sans problème par l'intermédiaire de tous les organismes d'élimination publics ; l'exploitant doit veiller à une surveillance régulière des fluides de coupe (mesures hebdomadaires de la concentration, de la valeur des nitrates et des nitrites, ainsi que du pH).

Contamination microbienne

Les fluides de coupe miscibles à l'eau peuvent être attaqués par des bactéries et des champignons. En particulier pour les fluides utilisés depuis longtemps, une contamination bactérienne et fongique survient lors de pauses prolongées (par ex. vacances d'entreprise), ce qui se manifeste par une forte odeur et éventuellement une décoloration du fluide. La contamination entraîne souvent des problèmes de santé chez les travailleurs en contact avec les fluides de coupe. Outre des inflammations légères fréquentes des plaies quotidiennes, cela peut également provoquer des éruptions cutanées et des réactions allergiques. Des problèmes techniques peuvent être causés par l'obstruction des conduites par des filaments fongiques et/ou des bactéries visqueuses. Pour éviter cela, des biocides peuvent être utilisés.

Les fluides de coupe non miscibles à l'eau sont très rarement touchés par une contamination microbienne.
Les fluides de coupe contenant de l'huile minérale sont particulièrement sensibles aux bactéries et aux champignons, les fluides sans huile minérale le sont moins, car ils contiennent moins de matière organique.

Environnement et santé

Les fluides de coupe doivent être utilisés et éliminés de manière appropriée, faute de quoi ils présentent des risques pour l'environnement et le personnel. L'élimination des fluides de coupe est coûteuse et ne doit être effectuée que par des entreprises spécialisées ; l'élimination appropriée doit être prouvée. Dans les espaces fermés, une accumulation d'huiles dans l'air respirable peut se produire.