Desenvolvimento e avaliação tribológica de emulsão O/A a partir de óleo vegetal epoxidado para aplicação em fluídos de corte

The cutting fluids are lubricants used in machining processes, because they present many benefits for different processes. They have many functions, such as lubrication, cooling, improvement in surface finishing, besides they decreases the tool wear and protect it against corrosion. Therefore due to new environment laws and demand to green products, new cutting fluids must be development. These shall be biodegradable, non-toxic, safety for environment and operator healthy. Thus, vegetable oils are a good option to solve this problem, replacing the mineral oils. In this context, this work aimed to develop an emulsion cutting fluid from epoxidized vegetable oil, promoting better lubrication and cooling in machining processes, besides being environment friendly. The methodology was divided in five steps: first one was the biolubricant synthesis by epoxidation reaction. Following this, the biolubricant was characterized in terms of density, acidity, iodo index, oxirane index, viscosity, thermal stability and chemical composition. The third step was to develop an emulsion O/A with different oil concentration (10, 20 and 25%) and surfactant concentration (1, 2.5 and 5%). Also, emulsion stability was studied. The emulsion tribological performance were carried out in HFRR (High Frequency Reciprocating Rig), it consists in ball-disc contact. Results showed that the vegetable based lubricant may be synthesized by epoxidationreaction, the spectra showed that there was 100% conversion of the epoxy rings unsaturations. In regard the tribological assessment is observed that the percentage of oil present in the emulsion directly influenced the film formation and coefficient of friction for higher concentrations the film formation process is slow and unstable, and the coefficient of friction. The high concentrations of surfactants have not improved the emulsions tribological performance. The best performance in friction reduction was observed to emulsion with 10% of oil and 5% of surfactant, its average wear scar was 202 μm.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Os fluidos de corte são lubrificantes usados no processo de usinagem nas indústrias metalmecânica por apresentarem vários benefícios que variam de acordo com o tipo de operação executada. Estes fluidos são largamente utilizados como refrigeradores, como lubrificantes para melhorar o acabamento de superfícies metálicas, reduzir o desgaste de ferramentas e protegê-las contra a corrosão. Considerando as legislações vigentes e a demanda por produtos e processos considerados “verdes”. Assim os óleos vegetais representam uma solução para esses problemas, pois os óleos vegetais aparecem como uma excelente alternativa para substituição do óleos minerais. Deste modo, este trabalho teve como objetivo obter um fluido de corte emulsionável a base de óleo vegetal epoxidado, para uma melhor lubrificação e refrigeração no processo de usinagem, que não seja tóxico ao meio ambiente. O óleo vegetal foi modificado quimicamente através da reação de epoxidação com ácido fórmico. Foram determinadas as principais propriedades físico-químicas, tais como: densidade, acidez, índice de iodo, índice de oxirano, viscosidade, estabilidade térmica, além de caracterizações através de infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear. O óleo sintetizado foi utilizado para a formulação das emulsões O/A com diferentes concentrações de óleo epoxidado (10%, 20% e 25%) e com diferentes concentrações de tensoativo (1%, 2,5% e 5%), e realizados estudos sobre a sua estabilidade. O desempenho tribológico das emulsões O/A foi analisado pelo tribômetro HFRR (High Frequency Reciprocating Rig), que consiste num ensaio de desgaste do tipo esfera-plano. Os resultados mostraram que o biolubrificante pode ser sintetizado por reação de epoxidação, os espectros, demonstraram que não houve 100% de conversão das insaturações em anéis epóxi. Em relação à avaliação tribológica observa-se que o percentual de óleo presente na emulsão influenciou diretamente na formação de filme e coeficiente de atrito para maiores concentrações o processo de formação de filme é mais lento e instável, bem como os valores de coeficiente de atrito. Maiores concentrações de tensoativos não melhoraram o desempenho tribológico das emulsões. O melhor desempenho para o processo de usinagem é a emulsão desenvolvida com 10% e 5% de tensoativo, a sua escara de desgaste em média foi de WSD = 202µm.