Grassi per lavorazione metalli

La lavorazione dei metalli è un processo complesso che richiede l'uso di vari lubrificanti per garantire efficienza, precisione e durata delle attrezzature. Tra questi lubrificanti, i grassi giocano un ruolo cruciale. Essi sono essenziali per ridurre l'attrito, dissipare il calore e prevenire la corrosione durante le operazioni di lavorazione meccanica.

Tipi di grassi

I grassi utilizzati nella lavorazione dei metalli possono essere classificati in varie categorie in base alla loro composizione chimica e alle loro proprietà funzionali. Le principali categorie includono:

Grassi a base di sapone di litio: Questi grassi sono composti da saponi metallici di acidi grassi, prevalentemente acido stearico, combinati con idrossido di litio. Sono molto stabili termicamente e resistenti all'acqua, rendendoli ideali per applicazioni che richiedono una lubrificazione duratura e affidabile.

Grassi a base di sapone di calcio: Composti da acido grasso (come l'acido oleico) e idrossido di calcio, questi grassi offrono buone proprietà anticorrosive e resistenza all'acqua. Sono spesso utilizzati in ambienti umidi e dove è presente acqua di processo.

Grassi a base di sapone di sodio: Questi grassi, costituiti da acidi grassi e idrossido di sodio, offrono buona stabilità termica. Tuttavia, tendono ad essere meno resistenti all'acqua, limitando il loro uso ad applicazioni specifiche dove la stabilità termica è cruciale.

Grassi sintetici: Formulati con oli sintetici come polialfaolefine (PAO), esteri e siliconi, questi grassi contengono anche addensanti avanzati come politetrafluoroetilene (PTFE) o bentonite. Offrono prestazioni superiori in condizioni estreme di temperatura e carico e sono usati in applicazioni ad alta tecnologia e ambienti severi.

Grassi con grafite: Formulati con particelle di grafite, questi grassi offrono eccellenti proprietà lubrificanti a secco e resistenza a temperature estremamente elevate. Sono ideali per applicazioni ad alta temperatura come la forgiatura e la fusione dei metalli, dove la grafite riduce significativamente l'attrito e l'usura.

Grassi con PTFE (Politetrafluoroetilene): Con eccellenti proprietà antiattrito e resistenza chimica, questi grassi sono adatti per applicazioni che richiedono una lubrificazione a lungo termine. Il PTFE offre un bassissimo coefficiente di attrito e stabilità a temperature elevate.

Grassi con disolfuro di molibdeno (MoS₂): Il disolfuro di molibdeno è un lubrificante solido che riduce l'attrito e l'usura in condizioni di carico pesante e temperatura elevata. È ideale per cuscinetti pesanti, ingranaggi e applicazioni ad alta pressione.

Grassi con silicone: Offrono una vasta gamma di benefici grazie alle proprietà uniche del silicone, tra cui l'elevata stabilità termica e la resistenza all'ossidazione. Sono utilizzati in attrezzature per l'industria alimentare, apparecchiature elettroniche e applicazioni sotto vuoto.

Grassi a base di esteri: Gli esteri sono composti organici che offrono eccellenti proprietà lubrificanti e una biodegradabilità superiore rispetto agli oli minerali. Sono utilizzati in applicazioni ecocompatibili e dove è richiesta una lubrificazione superiore.

Grassi con additivi antiusura per estreme pressioni (EP): Formulati con additivi come composti di zolfo, fosforo e cloro, questi grassi migliorano la capacità del grasso di sostenere carichi elevati e di prevenire l'usura delle superfici metalliche. Sono ideali per trasmissioni industriali, ingranaggi pesanti e cuscinetti sottoposti a carichi elevati.

Composizione dei grassi

I grassi sono composti da tre componenti principali:

Olio Base: Gli oli base possono essere di origine minerale, sintetica o vegetale. Gli oli minerali, derivati dal petrolio, offrono una buona stabilità e resistenza all'ossidazione. Gli oli sintetici, come le polialfaolefine (PAO) e gli esteri, offrono prestazioni superiori in termini di stabilità termica e resistenza all'ossidazione. Gli oli vegetali, come l'olio di colza, sono biodegradabili e utilizzati in applicazioni ecocompatibili.

Addensante: Gli addensanti conferiscono al grasso la sua consistenza semi-solida. Gli addensanti comuni includono saponi metallici (litio, calcio, sodio), non saponi come l'urea, e materiali inorganici come l'argilla e la silice. Ogni tipo di addensante conferisce al grasso proprietà specifiche, come la resistenza all'acqua, la stabilità meccanica e la stabilità termica.

Additivi: Gli additivi sono aggiunti per migliorare le proprietà specifiche del grasso. Gli antiossidanti, come il di-tert-butil-p-cresolo (BHT), prevengono l'ossidazione dell'olio base. Gli inibitori di corrosione, come il solfonato di calcio, proteggono le superfici metalliche dalla corrosione. Gli additivi antiusura, come il solfuro di molibdeno (MoS₂), riducono l'usura delle superfici in contatto. Gli additivi per estreme pressioni (EP), come i composti di zolfo-fosforo, migliorano la capacità di carico del grasso.

Applicazioni specifiche

I grassi per la lavorazione dei metalli sono utilizzati in una vasta gamma di operazioni, ognuna delle quali richiede caratteristiche specifiche del grasso. Alcune delle principali applicazioni includono:

Lavorazione a freddo: Durante processi come la tranciatura, l'imbutitura e la piegatura, aiutano a ridurre l'attrito tra il metallo e gli utensili, prevenendo l'usura e migliorando la finitura superficiale dei pezzi lavorati. I grassi a base di sapone di litio con additivi EP sono particolarmente efficaci in queste applicazioni.

Lavorazione a caldo: Nei processi di forgiatura e estrusione a caldo, i grassi devono resistere a temperature elevate senza decomporsi. Gli oli sintetici come le PAO e gli esteri, combinati con addensanti come il PTFE, sono ideali per queste applicazioni, facilitando il flusso del metallo e prevenendo l'adesione del materiale agli utensili.

Rettifica e lappatura: In queste operazioni di finitura, i grassi servono a raffreddare e lubrificare le superfici in contatto, migliorando la precisione e la qualità della finitura superficiale. Gli oli minerali con additivi antiossidanti e antiusura sono comunemente utilizzati.

Manutenzione e protezione: I grassi sono utilizzati anche per la manutenzione delle macchine utensili e delle attrezzature, offrendo protezione contro la corrosione e l'usura. I grassi a base di sapone di calcio con inibitori di corrosione sono particolarmente efficaci in queste applicazioni.

Benefici nella lavorazione dei metalli

L'uso di grassi appropriati nella lavorazione dei metalli offre numerosi vantaggi:

Riduzione dell'attrito: Riducono significativamente l'attrito tra le superfici metalliche, minimizzando l'usura degli utensili e delle macchine. Gli additivi antiusura e EP contribuiscono notevolmente a questo beneficio.
Dissipazione del calore: Aiutano a dissipare il calore generato durante il processo di lavorazione, prevenendo il surriscaldamento e i danni termici. Gli oli sintetici, in particolare, sono molto efficaci nel trasferimento termico.
Prevenzione della corrosione: Forniscono una barriera protettiva contro l'umidità e gli agenti corrosivi, prolungando la vita utile delle attrezzature e dei pezzi lavorati. Gli inibitori di corrosione negli additivi sono essenziali per questa funzione.
Miglioramento della finitura superficiale : L'uso di grassi adeguati può migliorare la qualità della finitura superficiale dei pezzi lavorati, riducendo la necessità di lavorazioni successive. Gli additivi per la finitura migliorano la scorrevolezza delle superfici.