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LUBRIFIANTS D’USINAGE : REFROIDIR.

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POUVOIR REFRIGERANT.

Le refroidissement, qui conditionne la durée de l’outil, est lié au pouvoir lubrifiant. Quand la lubrification de l’ensemble pièce-outil-copeau est effectuée de façon rationnelle, l’élévation de température est limitée, il y a moins de chaleur à évacuer et elle est évacuée plus rapidement.

Le pouvoir réfrigérant d’un fluide d’usinage qui assure la régulation des échanges calorifiques est également influencé par les  paramètres suivants :

- chaleur spécifique,

- pouvoir mouillant,

- température de fluide,

- pression, débit et direction de l’arrosage.

La chaleur spécifique et le pouvoir mouillant sont propres au fluide considéré : l’utilisateur ne peut rien y changer.

La température du fluide, sa pression, sont débit et la direction de l’arrosage sont des paramètres du ressort de l’utilisateur.

 

CHALEUR SPECIFIQUE.

La chaleur spécifique s’exprime en KCal/.°C.

La chaleur spécifique est, par définition de 1 pour l’eau distillée à 20°C et de 0,46 en moyenne pour l’huiles minérales. Elle est d’autant plus élevée que la masse volumique de l’huile est plus faible.

Par simplification nous retiendrons que, pour une huile minérale, la chaleur spécifique est environ moitié moins élevée que celle de l’eau. Autrement dit, une huile comparée à l’eau pure, n’évacue qu’à peu près la moitié de la chaleur produite par la coupe.

Donc pour un volume d’eau il faut deux volumes d’huiles pour évacuer la même quantité de chaleur.

 

POUVOIR MUOILLANT.

La mouillabilité est régentée par les tensions interfaciale et superficielles.

Sans elles les fluides de coupe ne « mouilleraient » pas les surfaces des métaux et perdraient la quasi totalité de leur efficacuté.

C’est grâce à ces propriétés, entre-autres, que, comme nous le verrons plus loin, il est possible de concevoir des huiles émulsifiables dans l’eau.

Tension superficielle - C’est la tension qui existe entre un liquide et l’air. Plus la tension est faible plus le liquide « moouille » les solides, c’est-à-dire s’étale sur les surfaces.

Tension interfaciale - Lorsque deux liquides, non miscibles, sont en présence (comme l’huile et l’eau par exemple), ou un liquide et un solide, leur surface de séparation constitue une interface. Il se manifeste une fension naturellement égale de part et d’autre qui est donc appelée tension interfaciale.

Les tensions superficielle et interfaciale s’expriment en Dynes par centimètre.

 

TEMPERATURE DU FLUIDE.

Plus l’écart de température est grand, entre le fluide « froid » et la zone de coupe chaude, meilleur est le refroidissement bien entendu.

Il faut donc veiller à disposer d’un maximum de fluide d’arrosage par machine en service. Il faut déplorer que, très souvent, les bacs individuels de M.O. sont sous-dimensionnés, plus ou moins accessibles, etc.

On aura, toujours, intérêt à éliminer souvent, les copeaux et boues (1) de fond de bac qui occupent du volume au détriment de la quantité de fluide dont on pourrait disposer.

Si ça   »chauffe » il y a, toujours, une raison :

-  outil émoussé,

-  arète rapportée,

-  débit de fluide insuffisant,

-  pompe d’arrosage déficiente,

-  crépine d’aspiration partiellement bouchée,

-  niveau de fluide trop bas,

-  popur les émulsions : % d’huile mère trop élevé / huiles parasites en excés.

 

(1) Nous verrons, plus loin, toute l’importance que peut avoir la présence, ou non, de ces polluants.

 

PRESSION, DEBIT, DIRECTION DE L’ARROSAGE.

Une des règles de la lubrification dit que :

« Il faut le produit adéquat, là où il faut, en quantité suffisante »

Il est donc nécessaire que le fluide soit dirigé, le plus souvent (1), à faible pression mais à fort débit, sur la zone de coupe et, au besoin, quand c’est possible il est bon de démultiplier l’arrivée unique pour intervenir là où il faut.

Il n’est pas rare de voir la durée de vie d’un outil doubler par une meilleure arrivée d’une même fluide aux bons endroits.

(1) Certaines opérations de carottage, de rectification, d’alésage peuvent exiger des pressions élevées.

Fluide d'usinage aqueux pour l'Aéronautique

 

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