Trefilação de metais: seleção de óleo segundo carga de redução e propriedades da ferramenta

30 de junho, 2026

O processo de trefilação reduz diâmetro de vergalhão ou fio através de série de matrizes de carbeto de tungstênio ou aço ferramenta. A seleção de óleo lubrificante exerce influência crítica na vida útil da ferramenta, qualidade superficial do fio trefilado e produtividade de linha. A decisão entre óleos com perfil predominantemente lubrificante versus refrigerante depende de análise técnica de carga de redução, material trefilado e objetivo operacional (maximizar vida útil ou produtividade).

Variáveis técnicas que influenciam seleção de óleo

Tipo de metal e ductilidade

Aços de baixo carbono (<0,3%) e latões (Cu-Zn) exigem óleos com estabilidade de pressão extrema (EP/AW) para carregar a zona plástica. Alumínio, mais dúctil, permite uso de óleos com perfil menos agressivo. Cobre e suas ligas demandam cuidado adicional com reatividade química do óleo base (óleos com alto teor de enxofre ativo podem causar embrittlement).

Taxa de redução de diâmetro

Redução de 20% a 30% por passe demanda lubrificação com propriedades moderadas de refrigeração e adesividade. Redução acima de 40% em passes subsequentes exige óleo de alta pressão extrema para suportar aumento de temperatura de contato (200°C a 300°C) e deformação plástica acelerada.

Material e revestimento da ferramenta

Aço ferramenta comum suporta temperatura máxima de 600°C; carbeto de tungstênio resiste até 900°C. Revestimento PVD (TiN, TiAlN) oferece proteção térmica adicional. Ferramentas revestidas toleraram óleos de maior viscosidade sem desgaste acelerado.

Estratégia de seleção: perfil lubrificante versus refrigerante

Objetivo: maximizar vida útil da ferramenta

Selecionar óleo com perfil predominantemente lubrificante: viscosidade ISO VG 100 a 150, aditivos antidesgaste (ZDDP), redutores de atrito (MoS₂, PTFE). Reduz velocidade de trefilação para 20 a 50 m/s conforme diâmetro inicial, prolonga vida da ferramenta em 100% a 200%. Aplicável em produção contínua de fios de alta precisão.

Objetivo: maximizar produtividade de linha

Selecionar óleo com propriedades de refrigeração acentuada: viscosidade ISO VG 46 a 68, alta capacidade de troca térmica, aditivos extrema pressão (fósforo, enxofre ativo). Aumenta velocidade de trefilação para 80 a 200 m/s, acelerando ciclo produtivo em 50% a 100%. Aceita desgaste acelerado de ferramenta, compensado por maior throughput.

Propriedades técnicas recomendadas para óleos de trefilação

Adesividade (ASTM D1264)

O óleo deve aderir à superfície metálica em alta velocidade relativa. Teor de água livre não deve exceder 100 ppm (reduz adesão dramaticamente). Óleos com aditivos melhoradores de adesividade (fatty acids, polímeros orgânicos) mantêm filme em passe de alta redução.

Viscosidade e índice de viscosidade

viscosidade cinemática 40°C deve situar-se em 50 a 150 cSt conforme taxa de redução. Índice de viscosidade superior a 90 reduz variação em ciclo completo de trefilação. Flutuação de viscosidade > 20% causa inconsistência de qualidade superficial.

Compatibilidade química com metal

Testes de corrosão (ASTM D130 – Copper Strip) devem resultar em classificação 1a ou 1b (sem descoloração). Óleos com compostos enxofre reativo podem causar oxidação superficial em cobre, prejudicando condutividade de fios trefilados.

Monitoramento técnico em operação

Análise periódica de óleo em uso (a cada 500 m de fio trefilado): TAN (número de ácido total), viscosidade cinemática, contagem de partículas por ISO 4406, water content. Aumento de TAN acima de 0,5 mgKOH/g indica oxidação e recomenda troca de óleo. viscosidade variando > 20% indica contaminação com óleo de máquina ou emulsão de água.

Conclusão

Seleção técnica de óleo para trefilação balanceia vida útil de ferramenta versus produtividade de linha, fundamentada em análise de carga de redução, material trefilado e propriedades específicas de lubricidade.

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