Scelta di un lubrificante per l'imbutitura profonda

Uno dei metodi più comuni di lavorazione dei metalli è l'imbutitura, che prevede la formazione di lamiere piatte in parti "a forma di tazza". Se la profondità della coppa formata è uguale o maggiore del raggio della coppa, il processo viene chiamato imbutitura profonda.

L'imbutitura profonda prevede il posizionamento di un pezzo di lamiera sopra uno stampo sagomato e la pressione del metallo nello stampo con un punzone (vediFigura 1 ). Il pezzo prodotto può essere cilindrico o scatolare con lati diritti o rastremati o con una combinazione di lati diritti, rastremati o curvi.

Il punzone deve fornire una forza sufficiente affinché il metallo venga trascinato oltre il bordo dell'apertura dello stampo e lasciato fluire nello stampo. La lamiera grezza deve essere sufficientemente resistente e duttile da evitare rotture nelle aree in cui il metallo scorre dalla faccia del punzone ai lati del punzone.

Caratteristica dell'imbutitura profonda è l'elevata pressione, dell'ordine di 100.000 libbre per pollice quadrato (PSI), coinvolta nell'operazione. Per far fronte a tale forza, la scelta del lubrificante è fondamentale per la buona riuscita dell'operazione. Sotto tale pressione, il lubrificante di trafilatura dovrebbe:

I composti di imbutitura utilizzati nell'imbutitura profonda sono noti come lubrificanti di confine. Le superfici degli utensili e della lamiera vengono premute così strettamente insieme che il liquido viene spremuto e rimane solo una pellicola adsorbita molto sottile. Questo film forma un "confine", impedendo il contatto diretto metallo-metallo in condizioni di alta pressione e temperatura prodotte durante l'operazione di imbutitura profonda. Una corretta lubrificazione previene l'attrito, che provoca il riscaldamento e può infine portare alla rottura del lubrificante.

Vengono utilizzati diversi tipi di lubrificanti per trafilatura, a seconda della profondità di un particolare tiraggio. In generale, l'efficacia di un lubrificante per imbutitura profonda dipende dalla sua capacità di formare una pellicola adsorbita sufficientemente resistente e untuosa sulla superficie metallica da imbutire.

Vengono utilizzati tre tipi di lubrificanti per trafilatura:

Un tipico lubrificante utilizzato per la trafilatura è un materiale tipo pasta di sapone/grasso che ha una formulazione composta da 5% di sapone, 25% di olio, 25% di acqua e 45% di solidi.

Il sapone e l'olio sono responsabili della formazione della pellicola adsorbita tra la superficie metallica e lo stampo, e i solidi includono materiali come grafite, gesso, ossido di zinco, carbonati e borati. che aiutano ulteriormente nella formazione della pellicola di confine tra la superficie metallica e la matrice. La combinazione di olio, acqua e sapone aiuta a formare l'emulsione, impedendo la separazione del prodotto. Oltre a questi componenti principali, la formulazione dei lubrificanti può includere additivi come antischiuma e biocidi.

Un composto lubrificante può essere utilizzato come pasta o come liquido dopo essere stato diluito con acqua, a seconda della concentrazione richiesta e della gravità dell'operazione di trafilatura. I metodi per applicare il lubrificante alla lamiera comprendono tamponi, tamponi, spazzole, tergicristalli, rulli o ricircolo. Di questi, i tre più comuni sono:

I grassi animali e gli oli di petrolio sono stati tradizionalmente utilizzati come prodotti in pasta nell'imbutitura profonda. Sebbene i grassi animali siano componenti poco costosi di tali composti, possono essere difficili da rimuovere, anche quando le parti trafilate e formate vengono immediatamente inviate a un sistema di pulizia. Possono anche caricare e "uccidere" rapidamente un serbatoio del detergente e la schiuma di sapone difficile da dissipare può formarsi rapidamente quando si utilizzano detergenti altamente alcalini con i composti.

La rimozione del lubrificante da una parte formata dopo l'operazione di imbutitura profonda è importante perché qualsiasi lubrificante rimasto può interferire con le fasi successive della produzione della parte. Oli minerali, grassi animali e oli vegetali possono essere rimossi con un solvente organico mediante emulsionamento o saponificazione oppure con un detergente alcalino acquoso. I grassi possono essere rimossi dalla lamiera anche con un solvente organico o un detergente alcalino. Tuttavia, un detergente alcalino potrebbe essere più lento nel rimuovere il lubrificante di disegno.

I solidi sono più difficili da rimuovere perché non sono facilmente solubili. La presenza di solidi spesso richiede l'utilizzo di metodi di pulizia aggiuntivi.