Différentes huiles de base pour l’usinage des métaux !

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Les lubrifiants réfrigérants non hydrosolubles pour l’usinage des métaux, comme les lubrifiants industriels liquides, sont principalement des hydrocarbures auxquels divers additifs sont ajoutés afin d’améliorer les propriétés de haute pression, de lubrification, de mouillage et de vieillissement. Les fractions d’huile minérale sont traditionnellement utilisées comme hydrocarbures. Cependant, les nouveaux procédés de métallurgie de haute performance, les exigences accrues en termes de capacité de charge et d’intervalles de vidange d’huile des systèmes hydrauliques et de transmission, ainsi que les produits polluant le moins possible les personnes et l’environnement nécessitent des fluides à base d’hydrocarbures modernes, qui sont à la fois plus efficaces et moins problématiques du point de vue de la médecine du travail que les huiles minérales.

Huiles minérales raffinées
Les hydrocarbures produits directement à partir du pétrole sont actuellement la principale composante des fluides de base utilisés, principalement en raison du prix inférieur. À l’aide de divers procédés physiques (distillation, extraction) et chimiques (hydrogénation), les fractions d’huile minérale sont obtenues à partir de pétrole brut, qui sont principalement dérivés d’hydrocarbures saturés ramifiés (paraffines), non ramifiés (iso- ou n-paraffines) ou cycliques (naphtènes). Pour des raisons de stabilité à l’oxydation, les mélanges d’hydrocarbures insaturés (oléfines, acétylènes) sont indésirables, et pour des raisons toxicologiques, les composés aromatiques cycliques et polycycliques insaturés sont indésirables. Ces substances sont en grande partie éliminées par des procédés de raffinage, mais pas complétement. Le large spectre de la structure et de la taille des molécules d’hydrocarbures d’une fraction d’huile minérale entraîne une tendance à l’évaporation relativement élevée. Cette tendance à l’évaporation ne peut pas être influencée positivement par l’addition d’additifs.

Huiles hydrocraquées
Un procédé de raffinage des hydrocarbures pétroliers consiste à produire des huiles hydrocraquées. A cette fin, la paraffine brute ou le résidu de la distillation sous vide, sont divisés en molécules plus courtes en présence d’hydrogène et à l’aide de catalyseurs à des températures allant jusqu’à 450 °C et des pressions allant jusqu’à 300 bars. En même temps, il y a un fractionnement et une hydrogénation des composés aromatiques. Les huiles hydrocraquées présentent donc une teneur en composés aromatiques inférieure aux huiles minérales. Comme avec ce procédé sont produits des composés présentant un faible comportement viscosité-température et un faible pouvoir lubrifiant (naphtènes, composés aromatiques) ainsi que des composés aux propriétés plus favorables (paraffines), les produits ainsi obtenus se différencient des huiles minérales par leur indice de viscosité plus élevé et une meilleure capacité de lubrification. Un autre avantage des huiles hydrocraquées est, qu’en raison de la faible dispersion en taille des molécules, il n’y a pratiquement pas de déperdition par brouillard ou autre évaporation. Lors de l’emploi de ces produits, le taux d’émission d’hydrocarbure est considérablement réduit sur le lieu de travail.

Huiles Gas-to-Liquid (GTL)
Ces huiles de base ne sont pas fabriquées à partir de pétrole mais elles sont synthétisées à partir de gaz (souvent du méthane). Dans le procédé Gas-to-Liquid, le gaz naturel est converti en gaz de synthèse par apport de vapeur d’eau et d’oxygène. Le gaz de synthèse qui en résulte est le produit de départ du procédé Fischer-Tropsch, qui à son tour transforme le gaz de synthèse en hydrocarbures liquides. Cela se fait par un processus catalytique dans lequel le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone et l’hydrogène sont convertis. Les huiles de base obtenues se classent qualitativement entre les huiles hydrocraquées et les polyalphaoléfines. Ces huiles de base sont souvent appelées huiles du groupe III +.

Polyalphaoléfines
Comparable aux huiles de moteur de qualité supérieure, une évaporation minimale, un point éclair élevé à faible viscosité, un indice de viscosité élevé ainsi qu’une excellente stabilité au cisaillement et au vieillissement, également dans des lubrifiants industriels et de refroidissement de haute performance, ne peuvent être obtenus qu’avec l’utilisation de polyalphaoléfines synthétiques (PAO). Par le craquage thermique de l’huile minérale en présence d’hydrogène, on obtient de l’éthylène, à partir duquel, à l’aide de catalyseurs au moyen d’une synthèse d’oléfines, une oléfine linéaire généralement le 1-décène est produite. Ceci est oligomérisé dans une autre étape de réaction catalytique, c’est-à-dire que deux, trois ou plusieurs molécules d’oléfine sont reliées. Par cette procédure, on obtient des PAO presque pures avec un certain degré de polymérisation, des hydrocarbures aromatiques sont créés ici ainsi qu’encore moins de composés non saturés, lesquels sont responsables de l’oxydation ou du vieillissement des produits. Compte tenu de la composition uniforme, la tendance à l’évaporation des PAO est beaucoup plus faible que les fractions d’huile minérale comparables ou les huiles hydrocraquées, la déperdition par brouillard est également réduite.

Huiles esters
A côté des hydrocarbures, les esters carboxyliques sont également utilisés comme fluides de base. Ceux-ci peuvent être divisés en produits synthétiques et ceux d’origine naturelle (huiles végétales, graisses animales). Leur tendance à l’évaporation est encore inférieure à celle des polyalphaoléfines. Les esters naturels sont biodégradables, toutefois leur résistance au vieillissement est moindre. La stabilité à l’oxydation des lubrifiants à base d’esters synthétiques est bien meilleure, étant donné que des produits saturés, d’une grande pureté sont disponibles. Toutefois, ces composés sont souvent moins biodégradables. La stabilité à l’hydrolyse (en présence d’eau, l’ester se scinde en alcool et acide) peut être améliorée par l’utilisation d’un ester synthétique à empêchement stérique. Un problème général des lubrifiants à base d’esters est leur plus faible compatibilité avec les élastomères et les vernis. En particulier, les esters à faible viscosité, qui sont utilisés pour les huiles d’usinage des métaux ou les huiles de broche fluides, se comportent très agressivement contre de nombreux matériaux d’étanchéité et isolants. (Origine : oelheld)

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