16.09.2025 by Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
Conocimientos térmicos, reológicos y tribológicos de los fluidos de corte con instrumentos de análisis NETZSCH
Ya sea en la industria del automóvil, en la construcción aeronáutica o en la fabricación de piezas de maquinaria de precisión, los fluidos de corte siempre han desempeñado un papel fundamental a la hora de prevenir los daños relacionados con el calor y garantizar el buen funcionamiento de los complejos procesos de fabricación. El comportamiento térmico, reológico y tribológico de los fluidos de corte es esencial para optimizar la estabilidad y productividad de los procesos. Descubra aquí cómo pueden ayudarle los instrumentos de NETZSCH.
Hoy en día, los fluidos de mecanizado de metales (MWF) son esenciales para las operaciones de mecanizado modernas. Prolongan la vida útil de las herramientas, mejoran el acabado superficial, aumentan la eficacia del proceso y facilitan una gestión térmica eficaz.
A medida que los procesos de fabricación se vuelven más exigentes, sobre todo en entornos de alta velocidad y precisión, es esencial comprender el rendimiento térmico, reológico y tribológico de los fluidos de corte para optimizar la estabilidad y productividad del proceso.
Un estudio reciente, publicado en la revista Lubricants (MDPI), ofrece una evaluación comparativa de aceites de corte y MWF de base acuosa en condiciones de mecanizado simuladas. El estudio tenía como objetivo proporcionar información práctica sobre la formulación de fluidos, el rendimiento de la lubricación y la disipación del calor durante las aplicaciones de corte de metales.
Caracterización multiparamétrica con NETZSCH Soluciones de análisis térmico y reología
En el estudio participaron doce fluidos de mecanizado de metales comercialmente relevantes, evaluados mediante instrumentación de alta precisión por NETZSCH-Gerätebau GmbH.
Estas pruebas se diseñaron para simular con precisión las tensiones que se experimentan normalmente en las operaciones de mecanizado del mundo real, como el cizallamiento, la presión de contacto y la carga térmica, permitiendo así una evaluación exhaustiva de las características de cada fluido.
Las mediciones reológicas se realizaron con el reómetro rotacionalNETZSCH Kinexus Pro+.
Los resultados mostraron un claro contraste: Los fluidos de corte a base de agua mostraron un comportamiento de Adelgazamiento por cizallamientoEl tipo más común de comportamiento no newtoniano es el adelgazamiento por cizallamiento o flujo pseudoplástico, en el que la viscosidad del fluido disminuye al aumentar el cizallamiento.adelgazamiento por cizallamiento, con una viscosidad decreciente a medida que aumentaba la velocidad de cizallamiento. Estas características los hacen muy adecuados para operaciones dinámicas a alta velocidad en las que se requiere adaptabilidad a condiciones cambiantes. Por el contrario, los aceites de corte mantuvieron un perfil más newtoniano, ofreciendo una viscosidad estable en condiciones variables de cizallamiento, lo que resulta ventajoso en procesos estacionarios o aplicaciones de acabado fino.
El rendimiento tribológico de los MWF se evaluó utilizando una tribocelda montada en la misma plataforma Kinexus. Los resultados demostraron que los aceites de corte ofrecían un mejor rendimiento de lubricación en condiciones de película mixta y completa, especialmente a temperaturas elevadas. Sin embargo, los fluidos a base de agua mostraron unas características de fricción más estables en una gama más amplia de velocidades y presiones de contacto, lo que indica su versatilidad en configuraciones de mecanizado variables.
La medición del coeficiente de fricción (COF) proporcionó más información: los aceites de corte mostraron una mayor reducción del COF en condiciones de alta temperatura y alta carga, mientras que los refrigerantes a base de agua mantuvieron un COF más constante, lo que sugiere un rendimiento fiable en diversos entornos de mecanizado.
El comportamiento térmico de los MWF se analizó utilizando varios instrumentos NETZSCH.
Utilizando el DSC 204 F1 Phoenix® , los investigadores identificaron las capacidades caloríficas específicas y las transiciones de fase, incluido un claro cambio de sólido a líquido en torno a 0 °C en los fluidos a base de agua.
Esto es especialmente relevante en aplicaciones que implican almacenamiento a baja temperatura o crio-mecanizado.
El analizador termogravimétrico TG 209 F1 Libra® confirmó que los aceites de corte resisten mejor la degradación térmica que las formulaciones con base acuosa, descomponiéndose a temperaturas más altas, una ventaja en ciclos de mecanizado largos o zonas de alto calor.
Por último, se midieron la Difusividad térmicaLa difusividad térmica (a con la unidad mm2/s) es una propiedad específica de los materiales para caracterizar la conducción de calor inestable. Este valor describe la rapidez con la que un material reacciona a un cambio de temperatura.difusividad térmica y la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica con el LFA 467 HyperFlash®, mostrando que los MWF con base de agua superan a los aceites de corte en ambas métricas. Mantener el control de la temperatura del proceso y evitar daños por calor en herramientas y piezas requiere esta capacidad superior de transferencia de calor.
Colaboración entre instituciones
El estudio fue el resultado de una estrecha colaboración entre NETZSCH-Gerätebau GmbH y la Universidad Leibniz de Hannover.
Los coautores de NETZSCH aportaron su experiencia técnica en análisis térmico y caracterización reológica, apoyando el desarrollo de una metodología sólida y un marco de interpretación de datos. La sinergia entre la investigación académica y la instrumentación industrial facilitó una comparación exhaustiva de las propiedades de los refrigerantes y las estrategias de lubricación para la metalurgia.
Este estudio ofrece un valioso conjunto de datos y una metodología de referencia para los profesionales implicados en la selección de fluidos para el mecanizado, el desarrollo de refrigerantes o la simulación de procesos de corte.
Para explorar los métodos, datos y resultados completos, consulte el artículo completo, disponible en acceso abierto:
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