Los metales se pueden transformar en alambres mediante conformado en frío, un proceso extremadamente complejo.Sin embargo, los lubricantes necesarios para ello a menudo no cumplen con los requisitos de los procesadores finales.

Como parte de KMU-innovativproyectoPolyschmierung, cinco socios de la industria y la investigación han desarrollado una nueva clase de lubricantes poliméricos que hacen que el proceso sea mucho más ecológico y económico.La industria ya los está utilizando con éxito.

resortes metálicos,cablemallas y clavos son productos que tienen su origen en el trefilado, un proceso que implica un pre y post tratamiento intensivo y un gran esfuerzo.En el llamado conformado en frío de metales, un alambre previamente laminado en caliente de hasta 50 milímetros de espesor se estira a través de una serie de matrices de embutición con aberturas cada vez más pequeñas.En el proceso, el metal se estira y se reduce su diámetro.

Los lubricantes o agentes de embutición desempeñan un papel decisivo en este proceso: su función es reducir la fricción, minimizar la generación de calor, proteger contra la corrosión, mejorar la conformabilidad y prolongar la vida útil de las matrices de embutición.Antes de aplicar el lubricante, sin embargo, hay que tratar intensamente el metal base y aplicar una capa de soporte, que luego hay que eliminar de nuevo con un gasto considerable de tiempo y energía y con muchos productos químicos nocivos para el medio ambiente.

En muchos casos, la gama de lubricantes existente no cumple con los requisitos de los procesadores finales.La razón: además del esfuerzo considerable que supone, esto puede provocar una soldadura en frío de los alambres, por ejemplo, si el tratamiento previo y el agente trefilador no funcionan.

Proceso de lubricación eficiente con polímeros sostenibles

"En el marco del proyecto Polyschmierung, hemos desarrollado nuevos lubricantes innovadores a base de polímeros en estrecha colaboración con socios industriales que a diario se enfrentan a este tipo de desafíos", explica el Dr. Dmitry Grigoriev, químico del Instituto Fraunhofer de Investigación Aplicada de Polímeros.IAP, quien desarrolló el concepto del proyecto.

Los requisitos para el nuevo lubricante eran elevados.Tenía que basarse en polímeros solubles en agua y respetuosos con el medio ambiente y reducir la cantidad de tratamiento necesario antes del estirado.A pesar de las capas más finas del metal, se debía reducir eficazmente la pérdida de energía por fricción y minimizar así considerablemente el consiguiente desgaste de la herramienta.

"Los polímeros que hemos desarrollado cumplen todos estos requisitos. Se aplican directamente sobre el metal, es decir, sin complejos tratamientos previos. Como son solubles en agua, se pueden eliminar fácilmente después con un disolvente acuoso. De este modo evitamos el impacto medioambientalproductos químicos nocivos y agresivos ydisolventes organicos", dice Grigoriev, describiendo la nueva clase de lubricante llamada HPPL (lubricante polimérico de alto rendimiento).

Cooperación industrial exitosa: menos esfuerzo, más ahorro de recursos

"El proyecto fue un éxito absoluto", afirma Michael Bertzen de Chemische Fabrik Wocklum Gebr.KG, que coordinó el proyecto desde el punto de vista industrial."Gracias a la cooperación efectiva y a la selección específica de los miembros del equipo del proyecto, entre ellos un fabricante de productos químicos especializados, una empresa trefiladora, un fabricante de alambre, un fabricante de instalaciones y un instituto de investigación, nuestros HPPL ya son aptos para uso industrial.Los primeros alambres trefilados con el nuevo lubricante ya se han vendido y se utilizan con éxito", afirma Bertzen.

"Gracias a los nuevos lubricantes, nuestras matrices de embutición sólo están sometidas a una tensión mínima. Esto significa que ya no tenemos que reemplazarlas con tanta frecuencia. Esto ahorra recursos y protege el medio ambiente", afirma Domenico Fazio, director de operaciones de F. Brünninghaus & Söhne GmbH.

Jörg Gerhard, director general de STAKU, añade: "Los lubricantes HPPL también ofrecen posibilidades prometedoras, por ejemplo, para avanzar hacia una lubricación mínima. Las primeras pruebas de pulverización ya han arrojado resultados excepcionales que tienen un gran potencial para futuros desarrollos".

Perspectivas prometedoras para el conformado y procesamiento de metales

"Alemania alberga algo más de 40 plantas de trefilado para hierro y acero, así como alrededor de 120 procesadores, algunos de los cuales realizan los procesos de trefilado internamente y pueden beneficiarse directamente de los lubricantes poliméricos HPPL. Suponemos que más de 10 millonesDe este modo se pueden ahorrar varios euros al año", explica Michael Bertzen."Los polímeros se pueden adaptar individualmente a la aplicación específica, por ejemplo, para aleaciones o alambres con recubrimientos especiales".

Sin embargo, el potencial depolímeroLos lubricantes van mucho más allá del trefilado: otras áreas demetalEl conformado y el procesamiento también pueden beneficiarse del desarrollo, como el trefilado de tubos o el forjado en frío.Aquí tambiénlubricantesjugar un papel decisivo.Chemie Wocklum ya puede producir cantidades de muestra del lubricante en el rango de kilogramos de tres dígitos y ponerlas a disposición de los interesados ​​para pruebas industriales.

Proporcionado porFraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP