Avanços sustentáveis na retificação: redução do impacto  ambiental com inibidores voláteis de corrosão e sistema de  mínima quantidade de lubrificante

Diante das crescentes pressões por sustentabilidade, a indústria tem buscado adotar processos mais eficientes e ecologicamente corretos. Neste contexto, destacam-se os fluidos de corte com a tecnologia de inibidores voláteis de corrosão (V-active® VCI), biodegradáveis e seguros, que possuem potencial para simplificar etapas produtivas e reduzir impactos ambientais. O presente trabalho avaliou a aplicação desses fluidos inovadores em conjunto com a técnica de Mínima Quantidade de Lubrificante (MQL) no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho do aço ABNT 4340 temperado e revenido, utilizando um rebolo de óxido de alumínio (Al2O3). Foram testados três fluidos, um base e dois com tecnologia VCI (VCI; VCI+EP), sob diferentes condições de lubrirefrigeração, incluindo o método com fluido em abundância e as técnicas de MQL e MQL auxiliado por sistema de limpeza do rebolo (WCJ), mantendo-se constantes os demais parâmetros de usinagem. Os parâmetros analisados abrangeram rugosidade superficial (Ra), erro de circularidade, desgaste diametral do rebolo, potência de corte, emissão acústica, custo por peça e poluição ambiental. Os resultados demonstraram desempenho superior dos fluidos com VCI na maioria dos parâmetros, com destaque para a combinação MQL+limpeza com fluido VCI+EP, que otimizou o acabamento superficial, a precisão geométrica e a vida da ferramenta, além de reduzir o impacto ambiental em cerca de 89,3% em relação ao convencionalmente utilizado. Por outro lado, o fluido contendo apenas VCI demonstrou rugosidade superficial 130,3% inferior que o fluido base, beneficiando-se da capacidade de adaptar a lubrificação conforme a severidade do processo devido à sua polimerização. Essa característica também resultou em redução de 27,1% na emissão acústica e 94,3% menos desgaste em comparação com o fluido convencional. Entretanto, a ausência do aditivo extrema pressão (EP) afetou significativamente a circularidade das peças. Com isso, mostra-se que a técnica de MQL+limpeza auxiliada pelas tecnologias do VCI+EP representa um avanço promissor para a sustentabilidade e competitividade industrial, enquanto o VCI puro mostra vantagens específicas em acabamento superficial e redução de desgaste, embora com limitações geométricas.

Resumo (inglês)

Faced with growing sustainability pressures, industry has been seeking to adopt more efficient and environmentally friendly processes. In this context, cutting fluids with volatile corrosion inhibitor technology (V-active® VCI) stand out – they are biodegradable, safe, and have the potential to simplify production steps and reduce environmental impacts. This work evaluated the application of these innovative fluids combined with the Minimum Quantity Lubrication (MQL) technique in the plunge cylindrical grinding process of hardened and tempered ABNT 4340 steel, using an aluminum oxide (Al2O3) grinding wheel. Three fluids were tested, one base and two with VCI technology (VCI; VCI+EP), under different lubrication-cooling conditions, including the flood method, MQL, and MQL assisted by a wheel cleaning jet (WCJ) system, while keeping all other machining parameters constant. The analyzed parameters included surface roughness (Ra), roundness error, diametrical wheel wear, cutting power, acoustic emission, cost per part, and environmental pollution. The results showed superior performance of VCI fluids for most parameters, particularly the MQL+WCJ with VCI+EP combination, which optimized surface finish, geometric precision, and tool life, while reducing environmental impact by approximately 89.3% compared to the conventional method. On the other hand, the fluid containing only VCI demonstrated 130.3% better surface roughness than the base fluid, benefiting from its ability to adapt lubrication according to process severity due to its polymerization. This characteristic also led to a 27.1% reduction in acoustic emission and 94.3% less wear compared to the conventional fluid. However, the absence of the extreme pressure (EP) additive significantly affected workpiece circularity. Thus, the MQL+WCJ technique assisted by VCI+EP technology represents a promising advance for industrial sustainability and competitiveness, while pure VCI shows specific advantages in surface finish and wear reduction, albeit with geometric limitations.

Palavras-chave

Engenharia mecânica, Processos de fabricação, Retificação, Fluidos de corte, Inibidores voláteis de corrosão, Grinding process, Hardened steel, Cutting fluid, Volatile corrosion inhibitors

Idioma

Português

Citação

MORETTI, Guilherme Bressan. Avanços sustentáveis na retificação: redução do impacto ambiental com inibidores voláteis de corrosão e sistema de mínima quantidade de lubrificante. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia de Bauru, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru, 2025.