El fluido de corte es el líquido que se echa donde la herramienta corta el metal. Cumple cuatro funciones: refrigerar la herramienta y la pieza, lubricar el contacto con la viruta, arrastrar las virutas y proteger la pieza contra la herrumbre. Cuál pesa más depende del ritmo del corte: en el corte rápido, refrigerar; en el corte lento y forzado, como al abrir una rosca, lubricar. Cuando una falla, la señal aparece en la pieza o en la herramienta, y este texto enseña a leerla.
¿Qué es el fluido de corte?
El fluido de corte es el líquido que moja el punto exacto donde la herramienta arranca metal de la pieza. Piense en la broca que sale caliente de la pared después de un agujero, con polvo alrededor: en la fábrica pasa lo mismo, todo el día.
Ese trabajo se llama mecanizado: dar forma al metal arrancando virutas con una herramienta, como en el torno, la fresadora y el taladro. El filo de la herramienta es la parte que corta. El trozo arrancado es la viruta, y el metal que queda es la pieza.
El fluido llega en un chorro dirigido al punto donde el filo encuentra la pieza, escurre a un depósito bajo la máquina y una bomba lo manda de vuelta. Viene en dos familias:
Aceite entero: aceite que se usa puro, sin agua.
Fluidos con agua: llegan como concentrado, que se mezcla con agua en la propia máquina. Son tres: el soluble, que queda blanco como leche; el semisintético, con menos aceite, casi transparente; y el sintético, sin aceite de petróleo, por lo general transparente.
El aceite desliza mejor y el agua se lleva más calor, por eso las familias reparten las funciones de manera distinta. Los tipos están en la guía de fluido de corte para mecanizado industrial, y la preparación de la mezcla blanca, en el texto sobre aceite soluble para mecanizado.
En la fábrica, "aceite de corte" suele ser el nombre del aceite entero. Más adelante importará si el aceite es fino o espeso, lo que se llama viscosidad (cuánto resiste a escurrir): el agua es fina, la miel es espesa.
Si la herramienta solo corta, ¿de dónde sale tanto calor?
¿Por qué el fluido de corte necesita refrigerar?
Porque cortar metal genera mucho calor, y ese calor ablanda la herramienta y saca la pieza de medida.
Doble un alambre de un lado a otro y el punto del doblez se calienta: el metal deformado se vuelve calor. En el corte, el calor nace en tres lugares:
En la zona de cizallamiento, la franja justo delante del filo donde el metal es aplastado. Una capa se desliza sobre otra, como las cartas de una baraja empujadas de lado, hasta soltarse y volverse viruta; ese deslizar de capas es el cizallamiento. La mayor parte del calor nace aquí.
En la cara de desprendimiento de la herramienta, por donde la viruta sale rozando. Es la fuente que más calienta la propia herramienta.
En el flanco, la parte de la herramienta justo debajo del filo, que roza la superficie recién cortada.
En el torneado y el fresado, la mayor parte de ese calor se va con la viruta. En el rectificado es al revés: cada grano de un disco abrasivo (la muela) arranca una viruta minúscula, y la mayor parte del calor queda en la pieza. Lo que queda en la herramienta y en la pieza es lo que el fluido tiene que llevarse.
Figura 1. Los tres puntos donde nace el calor; en el torneado y el fresado la mayor parte sale con la viruta, y el fluido se lleva el resto.
La herramienta suele ser de acero rápido, un acero especial común en brocas, o de metal duro, una plaquita bastante más dura que el acero. Lo que hace el calor:
El filo caliente se ablanda, y el de acero rápido se ablanda antes que el de metal duro. Eso lleva a un desgaste rápido: el flanco se gasta, y la cara de desprendimiento gana un cráter, un hueco poco profundo detrás del filo donde la viruta caliente arrastra material.
La pieza caliente se dilata, como la tapa metálica del frasco que se afloja bajo el agua caliente. Eso lleva a que la pieza mida bien en la máquina y salga más chica después de enfriarse, fuera de la tolerancia, el margen de error que el plano permite.
Las dos cosas juntas llevan a desecho y a cambio de herramienta antes de tiempo.
Figura 2. En caliente, el eje cabe en la tolerancia; en frío, se encoge y sale de ella. El triángulo rojo marca dónde cae la medida del eje respecto de la franja verde.
Aquí el fluido con agua lleva ventaja, porque el agua guarda y conduce más calor que el aceite. En el corte rápido, el fluido casi no entra en el contacto entre la viruta y la herramienta: refrigera por fuera, mojando todo alrededor. Por eso el caudal y la puntería de la boquilla cuentan tanto como el producto.
Cómo se ve esto en su fábrica: la medida de la pieza cambia del comienzo al final del turno, la herramienta de acero rápido sale azulada y la viruta cambia de color respecto de lo normal en esa operación.
Para quien necesita el número: en el mecanizado de acero a alta velocidad, el contacto entre la viruta y la herramienta pasa de 700 °C (Trent y Wright, Metal Cutting; Machado et al., Teoria da Usinagem dos Materiais). El acero se dilata cerca de 0,012 mm por metro por cada grado Celsius. Un eje de 100 mm medido 20 °C por encima del ambiente se encoge 0,024 mm al enfriarse. Es más que toda la tolerancia IT6 de la ISO 286-1 en ese rango de diámetro (80 a 120 mm), que es de 0,022 mm.
Refrigerar resuelve el calor. Falta el roce de la viruta contra la herramienta.
¿Cómo lubrica el fluido de corte la herramienta?
El fluido forma una película entre la viruta y la herramienta que separa los dos metales e impide que la viruta se pegue al filo.
Es la gota de aceite que hace que la bisagra deje de chirriar. En la herramienta, la viruta es empujada contra la cara con una presión enorme, y el fluido tiene que entrar por el borde exterior de ese contacto, donde la viruta se aleja de la cara. Entra mejor en el corte lento, porque tiene tiempo de llegar antes de que pase la viruta.
Allí reduce el área en que la viruta se pega; en el centro del contacto, donde la viruta queda pegada a la cara, el fluido no llega a ningún ritmo.
Un hecho de todo corte: la viruta sale más dura de lo que entró, porque fue aplastada, como el clip que se endurece después de doblarlo muchas veces. Eso ocurre con o sin fluido.
Ese metal endurecido es lo bastante duro para cortar en lugar de la herramienta. Sin la película, en el corte lento y forzado, ocurre lo siguiente:
Trozos de ese metal endurecido se pegan al filo, soldados por la presión y el calor, y forman el filo recrecido, una punta falsa que pasa a cortar en lugar de la verdadera.
Crece y se suelta en pedazos, que quedan pegados a la pieza o arrancan lascas de la herramienta. Eso lleva a un acabado áspero, rebaba (sobrante de metal en el borde) y medida irregular.
El filo recrecido es típico de la velocidad baja a media y del metal blando que se pega, como el aluminio y el acero de bajo carbono, el acero común más blando.
Para evitarlo, el fluido lleva aditivos, productos químicos que refuerzan lo que hace el aceite. Con poca presión, el aditivo de oleosidad, una grasa, se pega al metal y forma una película resbaladiza.
Cuando el calor y la presión rompen esa película, entra el aditivo de extrema presión (EP), por lo general de azufre (también los hay de fósforo y, cada vez menos, de cloro). Reacciona con el metal caliente y forma una capa fina que desliza con facilidad, se rehace en cada pasada e impide la soldadura.
Figura 3. Sin película, nace el filo recrecido y la pieza sale áspera; con el aditivo EP, la viruta desliza y la pieza sale lisa.
Cómo se ve esto en su fábrica: rosca con el filete desgarrado (el filete es la cresta en espiral de la rosca), macho (la herramienta que abre rosca dentro del agujero) roto en el agujero, superficie con aspecto de metal arrancado y metal pegado en la punta de la herramienta, muy común en el aluminio.
Para quien necesita la referencia: el filo recrecido desaparece cuando la velocidad de corte y la temperatura de la zona de corte suben lo suficiente (Trent y Wright, Metal Cutting; Machado et al.).
Y la viruta, una vez que sale, ¿adónde va?
¿Cómo evacúa la viruta el fluido de corte?
Por el arrastre del chorro, como la manguera que lava la arena de la acera hasta la alcantarilla. El fluido lleva la viruta al depósito, donde un filtro o un decantador (caja en que el polvo se asienta en el fondo) la separa. Eso importa en tres casos:
Viruta en el camino: se corta de nuevo y raya la pieza.
Taladrado profundo, con el agujero mucho más largo que ancho: la viruta que no sale obstruye las ranuras de la broca, lo que lleva a que la broca se atasque y se rompa. Allí el fluido, muchas veces aceite, entra con presión alta por dentro de la propia broca y empuja la viruta hacia fuera.
Rectificado, el acabado con la muela, un disco de granos abrasivos duros que funciona como una lija redonda: el polvo fino de metal entra en los poros de la muela, y el fluido lo lava.
Figura 4. Con fluido por dentro de la broca, la viruta sale; sin él, la ranura se obstruye y la broca se atasca.
El depósito tiene que retener ese polvo, o el fluido vuelve sucio a la pieza.
Cómo se ve esto en su fábrica: raya en espiral en la pieza, viruta acumulada en la mesa, broca rota en el agujero profundo y filtro que se tapa.
El fluido con agua refrigera y limpia. Pero el agua sobre el acero, ¿no lo oxida?
¿Cómo protege el fluido de corte contra la corrosión?
Con aditivos que forman una película sobre el metal y alejan el agua y el aire.
La llave olvidada mojada en el patio amanece con herrumbre, que necesita hierro, agua y oxígeno del aire. El fluido con agua lleva el agua hasta la pieza; sin protección, él mismo sería la causa. Por eso todo fluido con agua lleva inhibidor de corrosión, un aditivo que se pega al metal y forma una película fina contra el agua y el oxígeno.
La mezcla también se mantiene alcalina, lo contrario de ácida (el jabón es alcalino; el limón, ácido), lo que ayuda al inhibidor. Como todo líquido con agua en reposo, el depósito puede criar bacterias, que quitan la alcalinidad de la mezcla y debilitan esa protección.
La protección vale para la pieza, la mesa de la máquina y las guías, por donde se desliza el carro de la máquina. El aceite entero, sin agua, protege con el propio aceite que cubre el metal.
Figura 5. Sin inhibidor, la gota oxida el acero; con la película, el metal queda limpio.
El cobre, el latón y el bronce, los metales amarillos, piden un fluido que no los manche. En el aceite entero, el riesgo es el azufre activo, el del aditivo EP que reacciona fácil con el metal. En el fluido con agua, son las aminas, ingredientes que dejan la mezcla alcalina y protegen el acero, pero pueden atacar el cobre.
Esa protección cubre el tiempo de fábrica, entre una operación y otra. La pieza que va a almacén o a despacho suele llevar un aceite protector propio.
Cómo se ve esto en su fábrica: herrumbre en la pieza horas después del mecanizado, mancha en la mesa y mancha oscura en una pieza de latón.
Para quien necesita la norma: el ataque al cobre se mide por la corrosión en lámina de cobre, NBR 14359 (equivalente a la ASTM D130). Fue hecha para productos de petróleo, así que vale para el aceite entero; en el concentrado del soluble sirve solo como indicación. Para la herrumbre del fluido mezclado con agua, la referencia pública es el ensayo de viruta de fundición gris sobre papel de filtro, DIN 51360-2 (parecido a la ASTM D4627).
Con las cuatro funciones claras, resta saber cuál pesa más en su máquina.
¿Para qué sirve el fluido de corte en cada operación?
En toda operación el fluido cumple las cuatro funciones, pero el peso cambia con el ritmo: cuanto más rápido el corte, más manda refrigerar; cuanto más lento y forzado, más manda lubricar. Evacuar la viruta y proteger valen siempre.
En el torneado, la pieza gira y la herramienta la corta; en el fresado, la herramienta gira y la pieza avanza contra ella.
| Operación | Ritmo del corte | Función que manda | Por qué |
|---|---|---|---|
| Rectificado común, en la mayoría de los casos | Rápido | Refrigerar y lavar la muela | Los granos de la muela cortan poco cada vez y rozan mucho, y la mayor parte del calor queda en la pieza |
| Torneado, fresado y taladrado de uso general | Medio a rápido | Refrigerar y evacuar la viruta, con algo de lubricación | El calor pesa más que la presión en el filo |
| Roscado con macho, escariado (afina un agujero ya hecho) y brochado (una herramienta larga de dientes escalonados, que pasa una sola vez) | Lento y forzado | Lubricar y evitar el filo recrecido | Presión alta en el filo; el acabado depende de un filo limpio |
| Bruñido (acabado de agujero con piedras abrasivas) | Lento | Lavar la piedra y lubricar en su justa medida | La piedra se embota de metal si no se lava, y se vuelve lisa si el aceite es demasiado espeso |
Figura 6. Del corte lento al rápido, lubricar pierde peso y refrigerar gana; el rectificado de roscas y de engranajes es una excepción.
El rectificado de roscas y de engranajes es una excepción: rápido, pero pide lubricar, con aceite entero fino.
Otra excepción es el fresado con metal duro. El filo entra y sale del corte en cada vuelta, se calienta dentro y se enfría fuera; un chorro que no lo cubre por igual aumenta ese choque y puede agrietarlo. Por eso esa operación muchas veces corre en seco o con poquísimo aceite en niebla.
La función que manda arrastra a la familia: donde manda refrigerar, por lo general fluido con agua; donde manda lubricar, aceite entero o fluido con agua de alta lubricidad, con EP. La elección por metal y por seguridad está en la guía de fluido de corte para mecanizado industrial.
Kelpen Oil formula la línea completa de fluidos para mecanizado de metales (entero, soluble, semisintético y sintético), con opciones sin cloro, sin boro y sin nitrito (sustancias que algunas fábricas quieren evitar en los fluidos). El Equipo Técnico ayuda a pesar las operaciones de su máquina.
El bruñido también usa abrasivo. Allí, ¿qué hace el fluido?
¿Cuál es la función del fluido de corte en el proceso de bruñido?
En el bruñido, el fluido lava la piedra abrasiva y lubrica, en su justa medida, el contacto de ella con el agujero.
El bruñido es el acabado fino de agujeros de precisión, como el cilindro del motor y el cuerpo de válvula hidráulica. Piedras abrasivas sujetas a una herramienta giran y suben y bajan dentro del agujero, quitan poquísimo metal y dejan marcas cruzadas finas. Es la lija al agua del taller de chapa y pintura, usada mojada para no taparse.
Aquí la viscosidad pesa. Las dos funciones que mandan:
Lavar. El polvo de metal y los granos sueltos salen de los poros de la piedra. Sin lavado, los poros se llenan de metal (embotamiento), y la piedra deja de cortar y pasa a rozar, lo que lleva a calor, rayas y agujero fuera de forma.
Lubricar en su justa medida. El aceite controla el roce y el calor entre la piedra y el agujero. La piedra se afila sola: los granos gastados se sueltan y dejan a la vista granos nuevos y afilados. Con aceite demasiado espeso, este amortigua el contacto, los granos gastados no se sueltan, y la piedra queda lisa y deja de cortar (vidriado).
Por eso el bruñido usa aceite entero fino: entra en los poros, sale con el residuo, no amortigua demasiado el contacto y queda menos en la pieza. En resumen: el embotamiento es poro lleno de metal, falta lavar; el vidriado es piedra lisa; del lado del fluido, la causa es aceite demasiado espeso.
Figura 7. La piedra en el agujero y sus tres estados: aceite fino, sin lavado y aceite demasiado espeso.
Para quien necesita el número: el bruñido retira, en general, centésimas de milímetro. El grado del aceite de bruñir se lee por la clase ISO VG de la ISO 3448, explicada en el texto sobre qué significa ISO VG.
Y en el día a día, ¿cómo saber qué función está fallando?
¿Qué pasa cuando el fluido de corte falla?
La señal aparece en la pieza o en la herramienta antes de cualquier análisis, y cada señal apunta a una función.
En los fluidos con agua, muchas causas pasan por la concentración: cuánto concentrado va en el agua de la mezcla, en porcentaje. Una concentración por debajo de la que recomienda el proveedor quita lubricación y protección al mismo tiempo. Cómo comprobarla está en el texto sobre aceite soluble para mecanizado.
| Síntoma en la máquina | Función que falló | Causa más común |
|---|---|---|
| Medida que varía a lo largo del turno; mancha de quemado en la pieza rectificada | Refrigerar | Caudal bajo, boquilla desviada, mezcla débil o aceite entero donde la operación pide agua |
| Rosca desgarrada, rebaba, metal pegado en el filo | Lubricar | Fluido sin EP para la operación, mezcla demasiado débil |
| Raya en espiral, broca rota en agujero profundo, filtro tapado | Evacuar la viruta | Chorro débil, depósito con viruta flotando en el fluido, filtro saturado |
| Herrumbre en la pieza o en la mesa | Proteger | Mezcla débil, agua con mucha sal disuelta, bacterias que quitan la alcalinidad de la mezcla |
| Espuma que rebosa del depósito | Refrigerar y evacuar la viruta | Mezcla equivocada, bomba que aspira aire (la espuma es aire, que lleva poco calor) |
| Humo y niebla en el aceite entero | Refrigerar | Aceite demasiado fino y volátil para la velocidad (se evapora en el filo caliente), caudal bajo; sin extracción, la niebla queda en el aire |
El síntoma dice dónde mirar; el laboratorio confirma.
¿Cómo comprueba Kelpen Oil cada función del fluido de corte?
Kelpen Oil formula fluidos para mecanizado y los comprueba en su laboratorio propio en Arujá (SP), que realiza 25 análisis. Tres se ligan a las funciones de este texto:
| Qué medimos | Qué revela | Norma |
|---|---|---|
| Viscosidad a 40 °C (viscosímetro SVM 4001) | Si el aceite entero es lo bastante fino para entrar en el contacto y lavar, sin salir en exceso pegado a la pieza y a la viruta (lubricar, bruñido) | ASTM D7042 |
| Azufre por fluorescencia de rayos X | El azufre total del aceite entero nuevo, de la base y del aditivo sumados, solo como indicación, y solo en aceite entero sin cloro; muestra si hay aditivo de azufre, pero no dice si es activo, el que mancha el cobre y se ve en la lámina de cobre (lubricar) | ASTM D6481 |
| Corrosión en lámina de cobre, 3 horas a 100 °C | Si el fluido mancha cobre, latón y bronce; en el concentrado del soluble, como indicación (proteger) | NBR 14359 |
En el fluido ya en uso, el análisis es un servicio pago, con los ensayos que indique el Equipo Técnico. La lista completa está en el texto sobre el laboratorio de lubricantes y sus ensayos.
Preguntas frecuentes
¿Qué sustituye al fluido de corte? En uso general, nada entrega el mismo resultado. En operaciones y metales específicos existen el mecanizado en seco y la MQL (mínima cantidad de lubricante, un poco de aceite soplado en niebla directo al filo); las dos pierden el lavado de la viruta y la mayor parte de la refrigeración.
¿Se puede hacer fluido de corte casero? Para uso industrial, no con el mismo resultado. La mezcla improvisada no tiene inhibidor de corrosión, aditivo EP ni control de bacterias: se separa en el depósito, oxida la pieza y expone la piel del operario.
¿Todo mecanizado necesita fluido de corte? No. La fundición gris se mecaniza mucho en seco, porque el grafito (carbono en láminas dentro del metal) ayuda a lubricar y la viruta sale en polvo; y mucho fresado con metal duro corre en seco para que el filo no se agriete. La decisión pesa la vida de la herramienta, la medida de la pieza y la limpieza de la máquina.
Hable con el Equipo Técnico
El Equipo Técnico Kelpen Oil evalúa la operación más exigente, el metal, la velocidad, la máquina y el agua disponible, e indica el fluido adecuado. Si el fluido ya está en uso, el laboratorio de Arujá (SP) hace el análisis del fluido en uso, como servicio pago.
Antes de cambiar de fluido, anote el síntoma y la operación en que aparece: la tabla de síntomas dice qué función falló y por dónde empezar. Guarde este artículo o envíelo a quien se ocupa del mecanizado en su empresa.
