Page 10 - MetalForming Magazine Mexico Invierno 2023

El Aligeramiento Crea Nuevos Retos para los Lubricantes Usados en
Conformados en Metal
lubricantes a base de parafina clorada en los Estados Unidos. Esta advertencia llevó a los proveedores de lubricantes a desarrollar lubricantes de alta efec- tividad sin usar cloro, en la mayoría de los casos reemplazando el cloro con una combinación de aditivos de sulfuro y de fósforo, con aditivos limitantes añadidos. La experiencia de campo y las pruebas de tribología en aceros tipo HSS AHSS han mostrado que las emul- siones de aceite libres de cloro pueden, en algunos casos, funcionar mejor que las de tipo sintético a base de agua y que funcionarán casi igual de bien que las emulsiones de aceite cloradas (Fig. 2). Mientras que algunos de estos pro- ductos pueden tener un costo mayor por galón que los lubricantes de gen- eraciones pasadas, la mala elección de lubricante al trabajar con aceros HSLA, HSS y AHSS puede conllevar a provocar costosos daños a la matriz y afectar la calidad de las piezas.
Retos con el Aluminio
Las piezas y cubiertas BIW son las más viables a experimentar un incre- mento en el uso de lámina de aluminio en los próximos años. Sin embargo, los tipos de aluminio exhiben propiedades pobres en lo referente a la elasticidad y la elongación, por lo que pueden resultar difíciles de conformar. Por lo que la lubricación jugará un papel críti- co.
Los lubricantes usados para con- formar piezas y cubiertas automotrices BIW, sean de acero o de aluminio, típi- camente requieren de un apego estricto a las pruebas de aprobación OEM. En el pasado, mientras puede haber sido requerida la compatibilidad de un lubricante con el aluminio, el enfoque de estas aprobaciones y de las fórmulas de los proveedores fue principalmente en los aceros. Sin embargo, en la actu- alidad, el uso de aluminio en los estam- pados automotrices aumenta, es importante entender que un lubricante diseñado para uso en aceros, puede no resultar la mejor elección para el conformado con aluminio.
En primer lugar, la topografía del
aluminio es mucho más lisa que la del acero, especialmente la del acero recu- bierto con zinc. Los picos y valles de la superficie del acero permite que el lubricante se deposite y se mantenga presente durante el conformado. Sin embargo, una superficie de aluminio carece de estos valles. El lubricante no se puede acumular en la superficie y, en consecuencia, se deslizará fuera de la platina (blank) de aluminio sin proveer protección durante el proceso de estampado. Por tal motivo, los proveedores de lubricantes usan adi- tivos polares en sus formulaciones para estampados de aluminio, los cuales ayudan a retener al lubricante sobre la superficie del aluminio y, también funcionan para optimizar las propiedades de mojado y ayudar a esparcir el lubricante en toda la plati- na.
Los Aditivos EP No Funcionarán en Aluminio
Como se mencionó antes, los lubri- cantes diseñados para aceros típica- mente incorporan aditivos EP, como cloro, sulfuro y fósforo. Estos aditivos reaccionan, a temperaturas específicas generadas durante el estampado, con el material ferroso en el acero para for- mar una sal metálica la que a su vez provee protección durante el estam- pado.
El aluminio carece del material fer- roso necesario para crear esta sal metálica protectora, y, por lo mismo, no se verá beneficiado de los lubri- cantes que contengan aditivos EP. En su lugar, los formuladores incluyen aditivos limitantes (como manteca y ésteres) que mejoran la lubricidad y habilitan estampados en lámina de aluminio. Estos lubricantes proporcio- nan polaridad sustancial y buena resistencia de la película y desarrollarán un limitante físico sólido para evitar escoriaciones.
Además de reemplazar los aditivos EP con aditivos con limitantes, los lubricantes para aluminio típicamente deben tener menos viscosidad que los lubricantes para aceros. Los lubricantes
con una mayor viscosidad pueden crear un efecto hidráulico y pueden dificultar separar las platinas de alu- minio a medida que se surten del dis- pensador a la prensa. Para estampar aluminio, elija un lubricante con una viscosidad inferior de 25 cSt a 400 C, y, con un contenido de aditivos limi- tantes efectivos para compensar por la pérdida de protección de viscosi- dad.
Compatibilidad del Aluminio con Adhesivos
Por último, el aluminio puede ser difícil de soldar, por lo que las OEMs con frecuencia dependen de adhesivos para unir piezas de aluminio estam- padas. Independientemente de que las juntas sean unidas con soldadura o con adhesivos, el ensamblado con fre- cuencia ocurre antes del lavado de piezas, lo que significa que hay pres- encia de lubricante. Por lo tanto, se debe asegurar poner a prueba la com- patibilidad con el adhesivo al elegir el lubricante para conformados en metal.
Cuatro características de lubricante que pueden afectar la compatibilidad con adhesivos:
• Viscosidad— lubricantes muy vis- cosos pueden interferir con la junta del adhesivo.
• Peso de recubrimiento— La apli- cación de lubricante pesada o incon- sistente puede interferir con la junta del adhesivo.
• Polaridad—La polaridad de lubri- cantes a base de agua puede ser incom- patible con los adhesivos. En su lugar es preferible usar lubricantes a base de aceite.
• Composición—algunos aditivos puede atacar las juntas con adhesivo. Irónicamente, algunos de los mejores aditivos utilizados para incrementar la polaridad de lubricante, como los esteres, pueden causar el mayor daño a las juntas con adhesivos.
Próximamente, en la Parte Dos de este artículo, mencionaremos en mayor detalle las estrategias de lubricantes para el estampado de piezas y cubiertas BIW.MF
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