EMBOUTISSAGE : Propriétés spécifiques aux principaux lubrifiants.

Propriétés spécifiques aux principaux lubrifiants.

– A – Huiles émulsionnables :

Elles sont constituées à partir d’une huile minérable à laquelle sont combinés un ou des composés émulsifiant et des additifs deivers tels que : anti-corrosion, biocide, couplant etc.

Les fluides émulsionnables donnant des émulsions directes dans l’eau sont de trois types et permettent de réaliser des

a – Emulsions classiques.

b – Micro-émulsion.

c – Emulsion à caractère EXTREME PRESSION.

– a – Les huiles mères donnant des émulsions classiques contiennent, suivant les formulations, environ 75% d’huile minérale et 25% d’un « pakage » émulsifiant.                                                                           Les émulsions classiques sont utilisées lorsque les conditions de travail sont peu sévères et que les propriétés refroidissantes sont importantes, comme c’est le cas pour l’emboutissage rapide de petites pièces, sur des presses transferts ( ou progressives ou à suivre ).

– b – Les produits conçus pour donner des micro-émulsions contiennent de 15 à 20% d’huile minérale, de 30 à 35% d’émulgateurs et d’additifs divers et le reste d’eau.                                                             A pourcentage égal les performances de ce type de produit sont, généralement assez supérieures à celles des émulsions classiques. Ceci est dù, entre autre, à la finesse des émulsions et aux propriétés lubrifiantes des émulgateurs et autres constituants. D’autre part, la stabilité des produits en service est, généralement, très améliorée.

– c – Les huiles mères qui permettent de réaliser des émulsions à , caractère EXTREME PRESSION contiennent, en plus des émulsion classiques, un ou des additifs chlorés, soufrés etc. ainsi que des taux de biocide et d’anti-corrosion renforcés.

Les additifs E.P., s’ils sont sollicités ( pression, température ), améliorent, sensiblement, les glissements et évitent la métallisation excessive des outils en limitant les micro-soudures qui peuvent, si elles s’accumulent, provoquer des grippages.

– 2 – Solutions de savons.

Les solutions de savons présentent quelques avantages sur les émulsions d’huile. Elles sont :

– instantanément solubles dans l’eau.

– exceptionnellement onctueuses.

– auto-lavable à l’eau chaude sans détergent.

– homogènes, elles ne risquent pas de se rompre comme les émulsions.

Elle conviennet pour l’emboutissage léger ou de moyenne sévérité du cuivre et des laitons.                                                                                                                                                                                                           Elles ne peuvent être appliquées par un système de circulation car elles moussent fortement par ailleurs elles ne sont pas éliminable par dégraissage en phase vapeur.

– 3 – Composés savons-matière grasse.

Ce sont, habituellement, des solubles composées d’une matière grasse naturelle, telle que du suif, et d’un savon. Elles s’utilisent soit à l’état pur, le plus souvent, diluées avec de l’eau pour en faciliter l’application. On peut les employer pour l’emboutissage léger d’acier doux et de certains alliages cuivreux.

– 4 – Composés savons-matière grasse + pigment.

Ces pâtes sont identiques aux précédentes mais contiennent, en outre, un pigment qui permet de les utiliser dans des conditions plus sévères. Le pigment est, généralement,une poudre minérale telle que du talc, de l’oxyde de zinc, de la craie, de l’argile, du lithopone etc… parfois, aussi, du graphite ou du bisulfure de molybdène.                                                                                                                        Ces composés sont des lubrifiants qui peuvent convenir dans la plupart des cas. Ils s’utilisent purs ou dilués avec de l’eau.

– 5 – Ces films sont obtenus en immergeant les flans dans une solution contenant 10 à 25% de savon à 80 – 100°C pendant quelques minutes puis en les séchant à l’étuve ou à l’air. Les films secs et  plastiques ainsi obtenus ont un excellent popuvoir lubrifiant et conviennent pour l’emboutissage profond de grandes pièces ( baignoires, bouteilles de gaz etc..)                                                                      L’élimination des films après emboutissage est relativement aisée et peut se faire, simplement, à l’eau chaude.

– B – PRODUITS NON MISCIBLES A L’EAU.

– 1 – Huiles minérales pures.

Il s’agit d’huile de pétrole ne contenant aucun additif. Ce sont préférentiellement des hydrocarbures à tendance paraffinique contenant le moins possible d’aromatiques . Ces huiles qui couvrent une large gamme de viscosités ont l’avantage d’être, relativement, peu coûteuse mais ne peuvent convenir que pour des opérations d’emboutissage peu sévères. En effet, ces huiles, en l’état, n’ont pas, entre autres, de propriétés mouillantes particulières vis à vis des métaux et dès que les pressions s’élèvent entre flan et outil les films se rompent entraînant des suites fâcheuses.

– 2 – Huiles grasses pures.

Les huiles grasses naturelles, végétales ou animales, constituent la famille des triglycérides, c’est à dire des esters de la glycérine et de divers acides gras. Utilisées pures ces huiles sont des excellents lubrifiants doués d’une grande onctuosité due  leur caractère polaire. Elles sont relativement coûteuses et ont le grand inconvénient de s’oxyder à l’air d’autant plus rapidement que la température s’élève. En s’oxydant elles donnent naissance à des produits gommeux.                                                                                                                                                                                                                      Elles présentent l’avantage de brûler totalement lors des opérations de recuit au-dessus de 500°C ce qui évite, dans ce cas, un dégraissage préalable. Lorsque la proportion d’esters d’acides gras saturés est importante l’huile grasse s’épaissie et prend l’aspect d’une graisse pâteuse tel que celui du saindoux ou du suif.                                                                                                                                               On fabrique actuellement toute une série d’esters de synthèse à partir de divers acides gras et alcools esters que l’on peut utiliser en remplacement des huiles grasses.                                                              Ces produits conviennet pour des emboutissages d’assez grande sévérité.

– 3 – Mélanges d’huiles minérales + huiles grasses.

Ces mélanges, qui peuvent contenir de 10 à 30% d’huile grasse, suivant les difficultés du travail ont d’excellentes propriétés anti-friction et ont l’avantage d’être moins coûteux que les huiles pures tout en ayant des propriétés lubrifiantes presque équivalentes.

– 4 – Mélanges d’huiles minérales + huiles grasses + pigment.

En ajoutant aux mélanges précédents un pigment tel que du talc, de l’oxyde de zinc etc.. on renforce la résistance du film grâce à cet agent de séparation qui empêche le contact métal-métal.

– 5 – Huiles sulfurées pures.

Ces produits, plus couramment dénommés additifs, sont, généralement; des mélanges plus ou moins complexes d’huiles minérales et de divers composés chimiques non saturés tels que des esters, des huiles grasses, des polybutènes, des terpènes etc.. traités par du soufre. Ces additifs, sont rarement utilisés purs; le plus souvent ils sont employés en mélange dans des huiles minérale et/ou des huiles grasses, parfois, aussi, conjointement avec des huiles chlorées.                                                                                                                                                                                                                                              Ces huiles sulfurisées sont dites « actives » quand le soufre est disponible à la température ambiante, ce qui exclut leur utilisation sur le cuivre et la plupart des alliages cuivreux. Elles sont dites « inactives » quand le soufre ne se libère qu’à des températures supérieures à 100°C dans ce cas ces huiles ne sont pas, véritablement, adaptées à l’emboutissage.

– 6 – Mélanges d’huiles minérales et d’huiles sulfurisées à soufre inactif.

Ces mélanges sont, généralement, plus efficaces pour le découpages des flans que pour l’emboutissage proprement dit. Le soufre n’a pas le temps de réagir avec le métal pour jouer sont rôle E.P bien connu dans les huiles de coupe. Le plus souvent la température ,’est pas suffisante pour permettre au soufre « actif » d’activer les surfaces

– 7 – Mélanges d’huiles minérales et d’huiles sulfurisées à soufre actif (x).

Ces mélanges se comportent comme les précédents mais sont plus efficaces. Comme ils sont corrosifs vis à vis des alliages cuivreux, ils ne peuvent être utilisés à leur contact. ces mélanges, comme les précédents, ne prolongent pas, significativement, la durée de vie des matrices mais, en améliorant les glissements, ils retardent le moment du grippage destructeur. Ces produits sont, très souvent, associés à  des paraffines chlorées.

(x) – Il serait plus exact de dire « à effet du soufre retardé », car le soufre présent dans ces produits n’est inactif, comme on l’a vu plus haut, que jusqu’à 100°C environ.

– 8 – Huiles chlorées pures.

Ces produits, plus généralement appelés « paraffines chlorées », ont des teneurs en chlore qui varient de 35 à 65% en poids. Ces huiles chlorées peuvent être utilisées soit à l’état pur pour l’emboutissage profond d’aciers inoxydables, soit en mélange avec des huiles minérales dans des conditions moins sévères. La présence de chlore empêche l’accumulation de micro-soudures de particules métalliques responsables du grippage et prolonge, ainsi, la durée de vie de l’outillage.

– 9 – Mélanges d’huiles minérales et d’huiles chlorées.

Ces mélanges ont les mêmes propriétés que les huiles chlorées pures mais, bien entendu, à un degré moindre. Ils sont donc utilisés pour des travaux moins sévères. Comme la présence de chlore risque de provoquer de la corrosion par suite de la formation possible d’acide chlorhydrique par hydrolyse en atmosphère humide, il est nécessaire d’ajouter, à ces huiles, des inhibiteurs de corrosion.

– 10 – Fluides évanescents.

Ce sont soit, des liquides organiques (composés chimiques du carbone) de faible viscosité, incolores, inodores et chimiquement inertes qui s’évaporent en une heur environ, soit des solvants pétroliers plus ou moins additivés.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   On utilise surtout ces fluides évanescents pour du découpage ou du formage dans des conditions peu sévères lorsque le nettoyage est pratiquement impossible ou avec des métaux en feuilles susceptibles de se tacher ou recouverts d’un revêtement (acier étamé, Zingué-Aluminium – Cuivre – Aciers pré-peints ou plastifiés).                                                                                                                               Lorsque le métal est destiné à fabriquer des emballages pour produits alimentaires, le fluide doit répondre aux spécifications F.D.A (U.S  Food and Drug Administration) ou tout autre organisme équivalent.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               Comme ces fluides évanescents sont, généralement, inflammables, il y a lieu de prévoir une ventilation efficace, lors de l’emploi, et de prendre les mesures nécessaires pour éviter les dangers d’incendie.

– 11 – Revêtements secs.

Ces revêtements sont utilisés lorsque les conditions sont particulièrement sévères et/ou quand il est nécessaire de protéger le métal embouti de toute détérioration du film de surface.                                Ces produits sont, en général, déposés sous forme de films tels que des:

– vernis pelables ou non, pigmentés ou non                                                                                                                                                                                                                                                                                                  – cires appliquées à l’état fondu                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        – métaux : plomb, zinc, étain, cuivre etc..                                                                                                                                                                                                                                                                                                      – feuilles de plastique : polyéthylène, téflon etc..

Parfois ces revêtements secs sont, en plus, enduits d’un lubrifiant classique juste avant l’emboutissage. On obtient, ainsi, un maximum de performances, mais c’est une solution coûteuse, bien entendu, qui peut toutefois, se justifier par la valeur de l’outillage à préserver et par le fait que les emboutis ne pourraient pas « venir » sans cette lubrification particulière.