La funzione principale di un fluido da taglio, per la maggior parte delle operazioni, è ancora quella di ridurre la temperatura dell’utensile in modo che non si riduca la sua durezza. Ciò non è necessario quando il materiale dell’utensile può conservare una elevata durezza alla sua temperatura di lavoro.
Carburi cementati, allumina ed utensili di diamante non richiedono dunque raffreddamento. In effetti con questi utensili non si dovrebbero usare fluidi da taglio a base di acqua poiché il rapido raffreddamento che si ha quando l’utensile esce dalla zona di taglio, può provocare un cedimento fino a rottura a causa di shock termico o fatica.
PROCESSO DI STRISCIAMENTO
Un aspetto importante del processo di strisciamento nel taglio dei metalli è costituito dal fatto che una superficie di truciolo esposta di fresco viene in contatto con la faccia dell’utensile non notevole pressione. L’azione di energica “pulitura” svolta dal truciolo che scorre sopra l’utensile tende a rimuovere dalla superficie di quest’ultimo ogni strato di contaminante. Queste condizioni insieme con lo stesso movimento tangenziale, favoriscono la saldatura tra il truciolo e l’utensile.
Se la temperatura alla interfaccia supera la temperatura di ricristallizzazione del materiale del truciolo, in relazione al breve intervallo di tempo in gioco, viene facilitata una forte adesione. Quando vi è una tal adesione si ha un aumento della forza di taglio e un deterioramento della topografia superficiale sul pezzo finito; l’effetto finale è analogo a quello prodotto tagliando con un utensile ottuso.
IL RAFFREDDAMENTO GENERALE
Il raffreddamento generale sia dell’utensile che del truciolo ridurrà la tendenza alla formazione di saldature. Tuttavia alle basse velocità si può formare un tagliente di riporto senza che esso aderisca alla faccia dell’utensile ed infatti a basse velocità si sono trovati molto comunemente dei taglienti di riporto. Questi taglienti di riporto non aderenti sono influenzati più dalle qualità lubrificanti che dalle proprietà raffreddanti del fluido, ma può essere necessario che la temperatura della faccia dell’utensile si sufficientemente ridotta perché la lubrificazione sia efficace. Per esempio, la maggior parte dei lubrificanti organici cedono temperature superiori a circa 200° C.
L’ACQUA COME REFRIGERANTE
Il più efficace refrigerante comune è l’acqua. Essa ha un calore specifico circa il doppio di quello degli oli lubrificanti, ha una conduttività termica notevolmente migliore ed un più elevato calore latente di vaporizzazione. Tuttavia, se essa ha la possibilità di arrivare all’ebollizione, occorre fare attenzione per evitare la formazione di sacche di vapore le quali riducono la trasmissione del calore.
A causa della sua bassa viscosità, è facile farla circolare in grandi quantità e ad alte velocità. Anche se l’acqua viene largamente usata come refrigerante negli impianti di lavorazione a caldo, come nel caso dei laminatoi, essa non si può applicare direttamente a sistemi di lavorazione di grande precisione, a causa del pericolo di danni per corrosione.
EMULSIONE DI OLI REFRIGERANTE
Si può prevenire la ruggine impiegando una emulsione contenente circa il 5% di olio. Questo migliora anche il potere bagnante della superficie e quindi si migliora la trasmissione di calore dal metallo al refrigerante. Questi oli emulsionabili sono in realtà delle sospensioni colloidali in acqua, stabilizzate dall’aggiunta di agenti emulganti come i sulfonati. Solitamente essi contengono composti antiruggine e possono essere anche miscelati con additivi di estrema-pressione.
Per tutti gli impieghi di taglio si usa emulsione di olio disperso in acqua piuttosto che una di acqua dispersa in olio e normalmente, per ottenere la diluizione desiderata, l’olio o l’emulsione concentrata dovrebbero essere aggiunti all’acqua. Pur tuttavia alcuni moderni oli emulsionabili formano una emulsione olio-in-acqua anche se si aggiunge acqua all’olio.
I TIPI DI OLI EMULSIONABILI
- Il tipo più comunemente usato è un liquido opaco di aspetto lattiginoso contenente olio in proporzioni variabili tra 1: 10 e 1: 40. Questo olio emulsionabile “per impieghi generali” può essere usato per molte operazioni di taglio purché esse non siano eccessivamente severe. Esso si raccomanda per lavori su macchine semiautomatiche o al tornio normale per operazioni come semplice tornitura, stacciatura, troncatura, segatura, foratura e fresatura, con acciai o con la maggior parte dei metalli con esclusione del magnesio e delle leghe contenenti zinco. Per questi ultimi è necessario usare oli emulsionabili particolari per evitare macchiature o corrosione.
- Il secondo tipo di olio emulsionabile è trasparente o almeno traslucido. Questi oli sono usati a basse concentrazioni (da 1: 50 a 1:100) per operazioni in cui sia desiderabile poter osservare il taglio continuamente. Questo tipo di emulsione può essere usata per tutti i tipi di lavoro quali tornitura, fresatura, segatura e rettifica. E’ tuttavia più costoso del fluido lattiginoso per impieghi generali e viene perciò impiegato soltanto quando è necessario.
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