Avaliação tribológica de diferentes diluições de fluidos de corte lubrirrefrigerantes na retificação de cerâmicas avançadas

Abstract

Os fluidos de corte são fundamentais na usinagem por abrasão, resfriando e lubrificando a interface de corte, uma vez que, por conta da alta intensidade do calor gerado, existe grande incidência de danos térmicos causados à peça de trabalho. Além disso, o fluido de corte também auxilia na obtenção de um melhor acabamento superficial e na redução das imprecisões geométricas. Entretanto, seu uso é prejudicial ao meio ambiente e à saúde humana. O método convencional de lubrirrefrigeração é com fluido em abundância, porém, uma alternativa ecológica é a utilização da técnica da Mínima Quantidade de Lubrificante (MQL), a qual aplica uma quantidade reduzida de óleo pulverizado na superfície de corte com o uso de um jato de ar comprimido, obtendo resultados comparáveis com os obtidos pelo método convencional. Apesar disso, essa técnica possui menor capacidade de resfriamento e o empastamento do rebolo. Vários estudos mostraram que a utilização de sistemas auxiliares tem grande potencial de amenizar tais problemas, como a aplicação do MQL Diluído, substituindo o óleo puro por uma emulsão água e óleo, e do sistema de limpeza da superfície de corte do rebolo (WCJ), retirando particular presentes ali e minimizando o fenômeno do empastamento, sendo de grande relevância a aplicação conjunta de tais técnicas na usinagem das cerâmicas avançadas, em especial, da alumina (Al2O3). Visando a comparação das diferentes condições analisadas, foram avaliadas as variáveis de saída de rugosidade média aritmética (Ra), desvios de circularidade, desgaste diametral do rebolo, razão G, força tangencial de corte e potência de usinagem, além de uma análise de custo e poluição.

Cutting fluids are fundamental in abrasive machining, cooling and lubricating the cutting interface, since, due to the high intensity of heat generated, there is a high incidence of thermal damage to the workpiece. In addition, cutting fluid also helps in obtaining a better surface finish and reducing geometric inaccuracies. However, its use is harmful to the environment and human health. The conventional lubrication-cooling method uses abundant fluid, but an ecological alternative is the use of the Minimum Quantity Lubrication (MQL) technique, which applies a reduced amount of oil sprayed onto the cutting surface using a jet of compressed air, obtaining results comparable to those obtained by the conventional method. Despite this, this technique has a lower cooling capacity and causes clogging of the grinding wheel. Several studies have shown that the use of auxiliary systems has great potential to mitigate such problems, such as the application of Diluted MQL, replacing pure oil with a water-oil emulsion, and the grinding wheel cutting surface cleaning system (WCJ), removing particles present there and minimizing the phenomenon of clogging, with the combined application of such techniques being of great relevance in the machining of advanced ceramics, especially alumina (Al2O3). Aiming at comparing the different conditions analyzed, the output variables of arithmetic mean roughness (Ra), circularity deviations, diametral wear of the grinding wheel, G-ratio, tangential cutting force and machining power were evaluated, in addition to a cost and pollution analysis.