TL;DR

La lubricació per a l'embutició de metall generalment es classifica en quatre categories principals: Olis purs (per a necessitats d'alta càrrega i elevada lubricació), Olis solubles (emulsions versàtils per al refredament i ús general), Sintètics (per a màxima neteja i refredament), i Olis volàtils (fluids evaporatius per a aplicacions lleugeres sense residus). La selecció depèn en gran manera de la severitat de l'operació (per exemple, embutició profunda respecte tallat), el tipus de metall i els requisits posteriors a l'embutició, com la soldadura o la pintura. Escollir el tipus adequat equilibra la compensació entre protegir la matriu (lubricació) i protegir la qualitat de la peça (refredament i lavabilitat).

Factors crítics de selecció: Com escollir

Seleccionar el tipus òptim de lubricació no consisteix només a comprar un barril d'oli; és una decisió d'enginyeria que afecta la vida útil de l'eina, la qualitat de les peces i els costos posteriors. La matriu de decisió normalment gira entorn de tres variables fonamentals: la severitat de la deformació, el material que es punzona i els requisits post-processat.

Primer, analitzeu la severitat de l'operació . Operacions senzilles com tallar o perforar generen calor però necessiten menys amortiment hidrodinàmic, fet que fa que els sintètics a base d'aigua o els olis solubles siguin ideals. En canvi, el perfilat profund o el punxonat amb calibre gruixut generen pressions extremes que poden soldar la peça a l'utillatge (galling). Aquestes aplicacions requereixen l'alta viscositat i aditius d'alta pressió (EP) presents en els olis purs. Per als fabricants que passen des del prototipatge ràpid a la producció massiva, associar-se amb especialistes que entenguin aquestes subtilitats tribològiques és essencial. Per exemple, Shaoyi Metal Technology ofereix solucions integral de punxonat que utilitzen estratègies de lubricació precisa per fabricar components automotrius clau com braços de control i subcossos, assegurant la consistència des dels primers 50 prototips fins a milions d'unitats produïdes en sèrie.

En segon lloc, consideri el compatibilitat de material . Els metalls ferrosos (acers) sovint requereixen inhibidors de corrosió i poden suportar additius d'ànxofra o clor actius per a un rendiment extrem. Tanmateix, els metalls no ferrosos com l'alumini o el coure són susceptibles a taques provocades per aquests mateixos additius. Per a aquests metalls més tous, sovint es prefereix una síntesi sintètica reforçada amb polímers o un oli soluble especialitzat per evitar la discoloració química.

Finalment, avaluar les requisits post-processat és essencial per al control de costos. Si una peça ha de soldar-se, pintar-se o recobrir-se immediatament després de l'estampació, un oli recte pesat requerirà un procés de rentat car i de múltiples fases. En aquests casos, un oli "evanescent" o un sintètic de net funcionament pot eliminar completament l'etapa de rentat, reduint significativament el cost total per peça.

Tipus 1: Olis rectes (d'alta resistència i estirat profund)

Els olis rectes, sovint anomenats olis "neats", són fluids no diluïts a base de petroli o minerals que no contenen aigua. Són els clàssics treballadors de la indústria d'estampació de metall, valorats per la seva excel·lent lubricitat i capacitat d'amortiment hidrodinàmic. Com que no depenen de l'aigua, ofereixen una excel·lent protecció contra la corrosió per a la màquina i les peces acabades.

El mecanisme principal dels olis sencers és la seva alta viscositat, que crea una barrera física gruixuda entre l'utillatge i la peça. Per millorar el rendiment, els fabricants sovint barregen aquests olis amb additius d'alta pressió (EP) com el clor, sofre o greix. Aquests additius reaccionen amb la superfície del metall sota calor i pressió per formar una pel·lícula química sacrificable, evitant el contacte metall amb metall fins i tot quan la pel·lícula d'oli s'ha fet més fina a causa d'una força extrema. Això converteix els olis sencers en l'estàndard d'or per a operacions complexes com l'estampació profunda d'acer inoxidable o la conformació d'aliatges d'altes prestacions de gran gruix.

Tanmateix, el rendiment dels olis purs comporta compensacions importants. Són malos refrigerants, fet que significa que poden retenir la calor en l'utillatge durant operacions a alta velocitat. També deixen un residu greixós pesat que actua com un imant per a la pols del taller i requereix una desgreixatge intensiva abans de pintar o soldar. Des del punt de vista ambiental, suposen uns costos més alts de gestió de residus i possibles riscos de lliscament a la planta del taller. L'aplicació normalment es realitza mitjançant coaters de rodets o sistemes de degoteig, en lloc d'aspersors, a causa de la seva espessor.

Tipus 2: Solubles a base d'aigua (Refrigeració i versatilitat)

Els olis solubles, o emulsionables, són els lubricants multipropòsit més comuns en els tallers moderns d'estampació. Aquests fluids consisteixen en oli mineral dispersat en aigua mitjançant emulsionants i tensioactius. El resultat és un fluid blanc lletós que intenta oferir el millor dels dos mons: la lubricitat de l'oli i les excel·lents propietats de refrigeració de l'aigua.

L'alt contingut d'aigua (sovint diluït en proporcions que van de 5:1 a 20:1) permet que els olis solubles dissipin ràpidament la calor, cosa que els fa ideals per al punxonat progressiu a alta velocitat on l'expansió tèrmica podria altrament arruïnar toleràncies ajustades. La fase d'oli proporciona lubricació de contorn per protegir les eines del desgast. Aquesta versatilitat permet que una única instal·lació utilitzi un concentrat a diferents proporcions de dilució per a diverses tasques: barreges més riques per a l'estampació, barreges més magres per a tallat lleuger.

Tot i ser versàtils, els olis solubles requereixen un manteniment cuidadós. Com que contenen aigua i matèria orgànica, són propensos al creixement bacterià, el qual pot provocar olors desagradables (sovint anomenades "olor del matí de dilluns") i dermatitis de la pell als operaris. També necessiten biocides i un control regular del pH per mantenir l'estabilitat. La neteja és més fàcil que amb olis purs, però normalment encara es requereix una etapa de rentat per eliminar la pel·lícula oleosa abans d'operacions secundàries.

Tipus 3: Fluids sintètics (Neteja i refrigeració)

Els lubrificants sintètics autèntics no contenen cap oli mineral. En substitució, són solucions químiques compostes per compostos orgànics i inorgànics alcalins, sovint amb polímers i detergents. Formen una solució transparent quan es barregen amb aigua, proporcionant una excel·lent visibilitat de la peça de treball durant la producció.

Els sintètics estan dissenyats principalment per refrigeració i netedat. Són l'opció més neta entre els fluids que encara ofereixen certa lubricació, sovint rebutjant l'"oli fugaç" (fluid hidràulic que s'escapa) a la superfície per facilitar-ne la retirada. Això manté el bany net i allarga significativament la vida del fluid en comparació amb les emulsions. La seva ràpida dissipació del calor els fa ideals per al punxonat molt ràpid de metalls de pes lleuger, com làmines elèctriques o llaunes de begudes.

La limitació dels sintètics ha estat tradicionalment la lubricitat. Sense el contingut d'oli, depenen de barreres químiques que poden no suportar les pressions extremes del embutit profund de metalls durs. Tanmateix, els híbrids moderns "semi-sintètics" o els sintètics polimèrics per a usos pesats estan reduint aquesta diferència. Una gran avantatge és la netejabilitat; molts sintètics es poden soldar sense necessitat de netejar o es poden rentar fàcilment amb aigua corrent, optimitzant així la línia de producció.

Tipus 4: Olis volàtils (evaporatius)

Els olis volàtils, també coneguts com a lubricants evaporatius, són fluids especialitzats dissenyats per eliminar completament el procés de neteja. Estan formulats amb un alt percentatge de solvents d'evaporació ràpida (com ara dissolvents minerals) que porten una petita quantitat d'additius lubricants. Després de la passada de punxonat, el solvent portador s'evapora a l'aire, deixant darrere una fina capa seca imperceptible que normalment no interfereix amb la pintura ni l'envasat.

Aquests lubricants són l'opció preferida per a estampació lleugera de peces on l'estètica és crítica, com panells d'aparells, motllures arquitectòniques o connectors electrònics. Resolen el problema de "coll d'ampolla" de les estacions de rentat, permetent que les peces passin directament de la premsa a muntatge o enviament.

La contrapartida és el rendiment i la seguretat. Els olis volàtils ofereixen una lubricitat molt baixa i no són adequats per a res més enllà de formació lleugera o tall. A més, el procés d'evaporació allibera Compostos Orgànics Volàtils (COV), que poden requerir sistemes especialitzats de ventilació per complir amb la normativa ambiental i protegir la salut dels treballadors. La inflamabilitat també és un aspecte a tenir en compte, requerint protocols estrictes de seguretat al voltant de la premsa.

Conclusió

Optimitzar el procés de punzonat metàl·lic requereix adaptar el lubricant no només a la premsa, sinó a tot el cicle de producció. Encara que els olis purs ofereixen una protecció incomparable de les eines per a formació pesada, els seus costos de neteja poden comprometre la rendibilitat en tasques més lleugeres. Per contra, els olis que desapareixen ofereixen rapidesa de procés però fallen sota alta pressió. Els fabricants més eficients sovint utilitzen una combinació d’aquests quatre tipus—Purs, Solubles, Sintètics i de Desaparició Ràpida—en diferents línies per maximitzar tant la vida útil de les eines com el flux del procés. Sempre cal provar nous lubricants a petita escala per verificar la seva netejabilitat i compatibilitat amb el material abans de la implementació completa.

Preguntes freqüents

1. Quins són els 4 tipus principals de lubricants per punzonat?

Les quatre categories principals són Olis purs (a base de petroli, sense aigua), Olis solubles (emulsions d'oli en aigua), Sintètics (solucions químiques sense oli), i Olis volàtils (fluids solventosos evaporatius). Cada un d’ells cobreix un nínxol específic, des de l’estiratge pesat fins al tallatge lleuger sense neteja.

2. Puc utilitzar WD-40 per estampació de metall?

Encara que el WD-40 és un penetrant i lubricant lleu de propòsit general molt utilitzat, generalment no es recomanen no és adequat per a l'estampació industrial de metall. Manca dels additius d'alta pressió (EP) i de la viscositat necessària per protegir les eines durant la deformació d'alta tonel·latge. El seu ús pot provocar un desgast prematur de la matriu, gripades i una qualitat de peça inconsistent en un entorn de producció.

3. Quina és la diferència entre els lubricants per embutició i els d'estampació?

"Estampació" és un terme general que inclou tall, punxonat i conformació, mentre que "embutició" fa referència específicament a l'estirat del metall dins d'una matriu. Els lubricants d'embutició (sovint olis purs o pastes gruixudes) requereixen una lubricació i una protecció de barrera molt més elevades per evitar que el metall es trenqui o es soldi a la matriu durant l'estirament. Els lubricants generals d'estampació poden prioritzar el refredament i l'expulsió de la ferritja per sobre del rendiment d'alta pressió.