1. DEFINIREA ŞI CLASIFICAREA FLUIDELOR DE
PRELUCRARE PRIN AŞCHIERE
Dr. ing. Adrian PĂLUŞAN
În industrie prelucrarea metalelor a progresat de la utilizarea unei singure operaţii,
conduceri cu bandă, maşini acţionate manual la maşini automate sau semiautomate cu
comandă numerică care produc una sau mai multe componente în toleranţe dimensionale
foarte înguste.
Îmbunătăţirea proceselor de prelucrare şi maşinilor include viteze de prelucrare
ridicate şi implicit sisteme de alimentare corelabile cu fluxurile de funcţionare, oţeluri şi
materiale metalice diversificate şi dedicate pentru variatele tipuri de operaţii, iar toate aceste
elemente presupun o importantă îmbunătăţire a fluidelor de prelucrare pentru o largă varietate
de operaţii de prelucrare şi condiţii de prelucrare. În prezent fluidele de prelucrare conţin o
mare diversitate de agenţi chimici specializaţi destinaţi realizării efectului de lubrifiere în
diferite condiţii de necesitate, realizării activităţii de suprafaţă, stabilităţii fizice, chimice şi
reologice şi asigurării proprietăţilor de antiuzură şi antisudură [HUN84], [WIL97].
Principalele operaţii la care este supus metalul, imediat după obţinerea prin turnare
sunt operaţiile de deformare plastică la cald şi la rece. Operaţiile mai importante sunt,
laminarea, trefilarea, presarea, extrudarea, ambutisarea, tragerea (barelor, ţevilor sau
semifabricatelor profilate).
În timpul operaţiilor de deformare plastică se produce o mare cantitate de căldură
care trebuie îndepărtată din zona de lucru. Pe de altă parte, datorită presiunilor de lucru foarte
ridicate, în absenţa unui lubrifiant corespunzător, apare o uzură mare a sculelor.
Operaţiile de prelucrare a metalelor prin aşchiere, datorită frecării şi deformării
aşchiei care se îndepărtează, determină degajarea unei mari cantităţi de căldură. Pentru
preluarea căldurii şi diminuarea uzurii sculei aşchietoare, este necesară utilizarea unor
lubrifianţi specifici.
În figura 4.1. se prezintă principiul
formării aşchiei (fig.2.17) la prelucrarea prin
aşchiere a metalelor. Degajarea de căldură
apare atât datorită frecării între piesă şi
sculă, cât şi a deformării aşchiei în zona de
frecare. Sursele de căldură cu pondere
majoră (fig. 3.4, fig.3.5) sunt situate în zona
de forfecare a materialului piesei şi zonele
de frecare aşchie-sculă, centrele termice
fiind identice cu centrele de deformare. Fig. 4.1
Funcţia principală a lubrifiantului în oricare din aceste operaţii este preluarea
cantităţii de căldură degajată şi îmbunătăţirea eficientă a operaţiei prin reducerea frecării.
1

2. Utilizarea unui lubrifiant adecvat are următoarele consecinţe:
• prelungirea duratei de utilizare a sculelor şi mărirea productivităţii prin creşterea
vitezelor de aşchiere la aceeaşi durată de utilizare a sculei,
• parametrii geometrici şi de rugozitate superior calitativ a suprafeţelor prelucrate,
• micşorarea consumurilor energetice prin reducerea forţelor necesare prelucrării,
• îndepărtarea rapidă din zona de aşchiere a particulelor metalice formate,
• protecţia anticorozivă a pieselor prelucrate a sculelor şi a maşinilor.
O condiţie foarte importantă în condiţiile utilizării unui fluid de aşchiere este
reprezentată de efectul ecologic nenociv [COC93], [MAN93].
În raport cu specificul operaţiilor de prelucrare şi a materialelor prelucrate, se
utilizează fluide de răcire ungere în următoarea diversificare tipologică:
• fluide emulsionabile de tipul ulei/apă (U/A)
• soluţii apoase de compuşi organici sau anorganici
• suspensii sau paste de lubrifianţi solizi.
Chiar dacă teoretic ar fi posibilă realizarea unui lubrifiant de prelucrare universal,
utilizarea sa nu ar fi justificată economic.
În afara operaţiilor clasice de prelucrare prin aşchiere s-au dezvoltat şi s-au impus
tehnologii de prelucrare neconvenţionale:
• prelucrare prin electroeroziune
• prelucrarea prin sintetizare
• prelucrarea materialelor ceramice şi vitroase (sticle, cuarţ, pietre preţioase şi
semipreţioase),
• prelucrarea cu laser.
La aceste tipuri de operaţiuni se utilizează fluide de prelucrare, extrem de
specializate, cu caracteristici strict dependente de natura produsului [HUN84], [HEG96],
[PCH97], [FAV98], [DCS98].
• PROPRIETĂŢILE FLUIDELOR DE AŞCHIERE
Fluidele de aşchiere utilizate în scopul îmbunătăţirii condiţiilor de formare şi
evacuare a aşchiilor, reducerii consumului de energie necesar aşchierii, măririi durabilităţii
sculei, măririi productivităţii şi eficacităţii prelucrării, precum şi în scopul protejării
echipamentului utilizat, trebuie să posede proprietăţi bine definite care să permită realizarea
scopului urmărit.
În principal aceste proprietăţi sunt:
• capacitatea de răcire ridicată,
• capacitate de spălare
• capacitate de lubrifiere
• efect de aşchiere
• protecţie anticorozivă
• fluiditate constantă (vâscozitate nevariabilă în raport cu tensiunea mecanică
aplicată ),
• stabilitate fizică, chimică şi reologică şi biostabilitate
2

3. • neagresivitate fiziologică,
• înhibarea formării de depozite de material pe părţile active ale sculelor,
• înhibarea formării de ceaţă sau spumă.
Aceste caracteristici reprezintă elementele de bază care caracterizează potenţialul
funcţional al unui fluid de prelucrare [WFS82], [MCC91], [MMS97].
• CAPACITATEA DE RĂCIRE
Răcirea are efecte pozitive în principal asupra sculei aşchietoare micşorând
intensitatea uzurii feţelor active şi a tăişului, contribuind prin acest fapt la mărirea durabilităţii
sculei. De asemenea prin răcire se împiedică procesul de modificare a structurii materialului
sculei, deci implicit scăderea durităţii datorită scăderii rapide a temperaturii şi implicit
fragilizarea. Această situaţie conduce la sfărâmarea aşchiilor în bucăţi mici, care sunt uşor de
îndreptate de zona de aşchiere [BAH93], [PCH97].
În consecinţă, păstrându-se duritatea constantă capacitatea de aşchiere a sculei se
menţine neschimbată.
Între durabilitatea sculei şi temperatura de aşchiere este valabilă relaţia:
CM
TD = , (4.1)
θn
în care TD reprezintă un exponent a cărui valoarea depinde geometria sculei şi de
caracteristicile materialului prelucrat, iar CM reprezintă o constantă care depinde de materialul
sculei şi al piesei.
Conform acestei relaţii, cu cât temperatura de aşchiere este mai mică cu atât
durabilitatea sculei este mai mare în condiţii de prelucrare cu acelaşi regim de aşchiere.
Răcirea stratului de aşchiere conduce însă în parte la pierderea avantajului dat de
temperaturi mari, adică micşorarea rezistenţei σ rR şi σ cR şi readucerea apăsării specifice de
aşchiere. Astfel, în cazurile posibile, este realizabil procesul de răcire al sculei prin interiorul
părţii sale active, cât mai aproape de tăiş.
Capacitatea de răcire a fluidului de prelucrare depinde de conductibilitatea termică,
de căldura specifică de căldura latentă de vaporizare, proprii, în mod direct şi în mod indirect
de conţinutul de aditivi şi agenţi surfactanţi care influenţează caracteristicile fizice relevate
anterior. Pentru efectuarea unei răciri eficiente, fluidul trebuie să posede căldură specifică
masică, şi conductibilitate termică mari, temperatură de lucru scăzută şi posibilitatea realizării
unei suprafeţe mari de contact cu ansamblul sculă-aşchie-piesă de prelucrat. În aceste condiţii
acţiunea de răcire maximă este deţinută de apă care în mod obişnuit este agentul de răcire cu
cea mai largă utilizare. Dar pentru anularea efectului coroziv şi îmbunătăţirea proprietăţii de
lubrifiere în mod curent se utilizează fluide de prelucrare cu bază apoasă (80-98%, apă) cu
adaos de compuşi organici care conferă amestecului proprietăţile necesare susţinerii
procesului de aşchiere [MCB96].
Uleiurile minerale sau sintetice au capacităţi de răcire scăzute situându-se în raport
cu apa în extrema opusă. În procesul de răcire se utilizează amestecuri de uleiuri minerale
(60-80%, ulei mineral sau sintetic) cu aditivi specifici pentru îmbunătăţirea anumitor
caracteristici inclusiv capacitatea de răcire [PLP97].
3

4. În utilizare fluidele de prelucrare pot micşora temperatura sculei cu până la 300 °C.
Debitul de lichid necesar, din acest punct de vedere, poate fi calculat stabilind egalitatea între
cantitatea de căldură cedată de aşchie şi cantitatea de căldură preluată de fluidul de prelucrare
[SJL97], [PKG98], [CHW98].
A ⋅ v ⋅ ρ (θ as − θ as )c = V Q ρ ′∆θ ⋅ c ′ ,
′ (4.2)
obţinându-se astfel
c ρ θ − θ as ′
V Q = ⋅ ⋅ as ⋅ A⋅ v . (4.3)
c′ ρ ′ ∆θ
în care A reprezintă aria secţiunii aşchiei, ρ reprezintă densitatea materialului prelucrat, θas
reprezintă temperatura aşchiei la prelucrare uscată, θ′as reprezintă temperatura aşchiei la
prelucrarea cu lichid, c reprezintă căldura specifică a materialului prelucrat VQ reprezintă
debitul de lichid, ρ reprezintă densitatea lichidului, ∆θ reprezintă creşterea temperaturii, iar c′
reprezintă căldura specifică a lichidului.
În condiţii de utilizare valoarea debitului nu trebuie să depăşească 25 litrii/minut,
deoarece eficienţa de răcire nu mai creşte.
• CAPACITATEA DE SPĂLARE
Capacitatea de spălare se asociază cu capacitatea de transport a aşchiilor şi se
manifestă prin îndepărtarea aşchiilor din zona de aşchiere imediat după formarea şi
desprinderea lor, fapt care favorizează desfăşurarea continuă fără perturbaţii a procesului de
aşchiere. De asemenea efectul de spălare facilitează îndepărtarea aşchiilor mici, a prafului
metalic, înlăturând pericolul lipirii acestora de suprafeţele metalice ale sistemului tehnologic.
Fenomenul de spălare se realizează printr-un proces fizico-chimic (susţinut de
energia mecanică asigurată de alimentarea cu fluid de prelucrare în regim hidraulic turbulent
sau de jet) de chemosorbţie a compuşilor detergenţi cu funcţie amfilă , funcţie electrică dublă
sau tensioactivi (superficiali activi) sau a agenţilor surfractanţi de constituţie, pe suprafeţele
activate ale aşchiilor (pe care s-au format centre de potenţial pe care apa de asemenea aderă
foarte uşor electric intens pozitiv). În aceste condiţii aşchia înconjurată (îmbrăcată într-un
strat hidratat) de aceşti agenţi moleculari cu funcţie amfilă legaţi de molecule de apă sau cele
de ulei nemiscibil cu apa şi susţinute de energia mecanică a fluxului de fluid de aşchiere,
preiau şi transportă, sustendând aşchiile spre instalaţiile de separare. La aceste instalaţii de
separare prin sedimentare sau filtrare se formează un strat mecanic compact de aşchii din care
se eliberează agenţii amfili reluând procesul de spălare transport în masa de fluid de
prelucrare.
În mod obişnuit în fluidele de aşchiere care conţin ca bază de formare apa (solubile
sau emulsionabile) se utilizează mai multe tipuri de substanţe care pot asigura rolul de
preluare a aşchiilor, ditiofosfatul de zinc, esterfosfaţii, săpunurile de acizi graşi, aditivii de
solubilitate inversă sau esterii solubili în apă. Funcţia amfilă favorabilă spălării este
obligatoriu să fie corelată cu funcţiile fizico-chimice care favorizează fenomenul de lubrifiere,
obţinându-se o formulare optimă care să asigure realizarea într-o măsură cât mai mare a
ambelor funcţiuni.
În condiţiile utilizării uleiurilor nemiscibile cu apa efectul de spălare este limitat. În
cazul utilizării acestor tipuri de fluide dimensiunea caracteristică aşchiilor posibil de a fi
transportate nu depăşeşte 0,5 mm deoarece moleculele nepolare ale hidrocarburilor ale
4

5. uleiurilor nu aderă la suprafaţa metalului cu aceeaşi afinitate cu care aderă apa, rolul de
transportor revenind exclusiv agenţilor tensioactivi.
Dar probabilităţile tribologice ale acestor tipuri de fluide de prelucrare sunt detaşat
superioare fluidelor apoase de prelucrare.
Proprietatea de spălare a lichidelor de aşchiere intervine cu maximă eficienţă în
principal la operaţiile de rectificare, filetare interioară, găurire, adâncire sau honuire la care
aşchiile se îndepărtează în mod obişnuit cu greutate sau pot contribui la formarea de depozite
pe suprafeţele active ale sculelor [MCB96], [MMS97], [PLP97].
• CAPACITATEA DE LUBRIFIERE
Capacitatea de lubrifiere a fluidelor de aşchiere se bazează pe proprietatea lichidului
de a formare, pe suprafaţa activă a sculei (fig. 4.2) a unei pelicule de adsorbţie rezistente, fapt
care determină desfăşurarea procesului de aşchiere cu un consum mai redus de energie,
determinat în principiu de micşorarea într-o proporţie însemnată a forţelor de frecare dintre
aşchie şi sculă.
Fenomenul de adsorbţie se datorează
componenţilor tensioactivi (superficiali)
existenţi în fluid, care micşorează coeficientul
de frecare. Aceşti compuşi chimici
superficial-activi sunt substanţe cu tensiune
superficială mică cu funcţie hidrolitică dublă
(care modifică determinant tensiunea
superficială a fluidului în care sunt introduşi
în concentraţii mici) şi aderă la suprafeţele
metalice cu care fluidul de aşchiere vine în
contact. Fig. 4.2 Peliculă capilar-activă care se formează între
suprafaţa de contact a sculei şi aşchie
Domeniul acestor compuşi chimici este foarte larg iar clasificarea primară a lor se
stabileşte cu ajutorul balanţei de comparaţie hidrolitice (balanţa hidrofil-lipofilă) care exprimă
raportul dintre afinităţile de legătură ale celor două componente funcţionale (polară şi
nepolară) ale agentului tensioactiv. Aceşti agenţi în diferite concentraţii în raport cu valoarea
HLB (balanţei hidrofil-lipofilă pot asigura peliculei de lubrifiant o rezistenţă mare la rupere
acţionând ca agent de extremă presiune (EP).
Dacă fluidul de aşchiere conţine cantităţi foarte mici (0,1…1,0%) de asemenea
substanţe active, el îşi modifică proprietatea superficială. În contact cu suprafeţele corpurilor
solide aderă datorită forţelor adezive, formând pelicule de adsorbţie fizică sau chiar de
chemsorbţie rezistente la presiuni superficiale foarte mari. Acest fenomen de datorează de
asemenea faptului că substanţele active formează pe suprafeţele metalice compuşi
pseudostabili care compun o peliculă fină continuă ce acoperă suprafeţele în contact reducând
în mod substanţial frecarea.
Datorită afinităţii fizico-chimice determinate de substanţele tensioactive fluidul de
prelucrare (aditivat) realizează două efecte importante:
5

6. • pătrunde între faţa de degajare şi aşchie şi de asemenea între faţa de aşezare şi
suprafaţa de aşchiere a piesei, datorită rezistenţei la presiunile foarte mari
existente îmbunătăţeşte coeficientul de frecare şi reduce componentele Fγ şi Fα.
• pătrunde în microfisurile dintre elementele de aşchie între care se produc
alunecări şi forfecări în timpul procesului de aşchiere dintre pereţii fisurilor şi
moleculele substanţei active, lărgeşte (prin efect de pană) şi adânceşte fisurile,
favorizând astfel distrugerea coeziunii materialului prelucrat, fapt care
determină micşorarea componentelor Rf şi Rc ale rezistenţei interioare de
aşchiere,
• reacţionează cu impurităţile străine de acest sistem eliberând centrii de potenţial
prevenind formarea punctelor de microsudură.
De asemenea fluidul de aşchiere determină o lubrifiere parţială a suprafeţelor de
alunecare dintre elementele de aşchie care reduce forţa de frecare interioară, Fi.
Prin toate aceste efecte cumulate, fluidele de aşchiere contribuie la micşorarea
rezistenţei la aşchiere şi implicit la scăderea consumului de energie în procesele de prelucrare
prin aşchiere.
Orice proces de aşchiere este un proces dinamic, iar capacitatea de lubrifiere a
fluidului de aşchiere va fi cu atât mai mare cu cât reacţia de formare a peliculei de adsorbţie
se desfăşoară într-un timp scurt, această condiţie reprezentând un criteriu esenţial de apreciere
a eficienţei fluidului de aşchiere utilizat.
Pe de altă parte cu cât fluidul de prelucrare este mai reactiv, cu atât mai eficient este
prelucrarea dar şi efectul său coroziv este mai intens [HUN84], [BAR93], [ROR95],
[KOL98], [BET98], [RAC98].
• EFECTUL DE AŞCHIERE
Efectul de aşchiere rezultă ca urmare a acţiunii substanţei capilar active care
determină pătrunderea fluidului de aşchiere , astfel activat, în microfisurile dintre elementele
de aşchie, între care se produc alunecările elementare şi forfecarea în timpul procesului de
aşchiere, fapt care produce, datorită forţelor de adsorbţie mari dintre pereţii fisurilor şi
moleculele substanţei superficial-active, un efect de pană (fig. 4.3), care lărgeşte şi adânceşte
fisura şi ajutând la distrugerea coeziunii dintre elemente, micşorează rezistenţa interioară la
aşchiere.
Pentru că se produce şi ungerea
suprafeţelor de alunecare dintre elementele de
aşchiere, care reduce forţa de frecare
interioară din planul de forfecare
(componenta Fφ, fig. 4.4). În consecinţă
lucrul mecanic de deformare se micşorează
[GIM98], [AFM98], [KRL98].
Fig. 4.3. Acţiunea lichidelor de aşchiere în
procesul formării aşchiei
6

7. În concluzie, lichidele de aşchiere
(care conţin substanţe tensioactive) aditivate,
accelerează şi favorizează deformarea
plastică a materialelor, şi în plus, sub
influenţa substanţelor tensioactive, produc o
afânare a stratului superficial al materialului
(datorită efectului de pană) desfăşurându-se o
“înmuiere” a materialului, astfel se reduce
rezistenţa sau duritatea materialului prelucrat
[WAL62], [WFS82], [HER98], [KKS98].
Fig. 4.4.
• PROTECŢIA ANTICOROZIVĂ
Protejarea suprafeţelor prelucrate precum şi a suprafeţelor organelor de maşini se
datorează prezenţei în fluidele de aşchiere a inhibitorilor de coroziune cu efect pasivant .
Acest efect se accentuează prin adăugare de aditivi antioxidanţi şi anticorozivi. Acţiunea lor
se manifestă prin frecarea oxigenului sau apei formând ori pelicule protectoare cu rol
mecanic, ori determinând o compensare electrică a deficitului de electroni care se realizează
în timpul aşchierii (prin formarea substratului metalic activ).
Prevenirea acţiunii corozive a apei se poate realiza prin utilizarea inhibitorilor de
coroziune hidrofobi care înlătură apa de pe suprafeţele umectate deoarece au o afinitate la
formarea de legături cu metalul mult mai mare decât legăturile polare ale apei. Aceşti
inhibitori au moleculele lungi amphipatice care de orientează cu grupa polară spre metal şi
grupa hidrofilă spre moleculele de apă.
De asemenea prevenirea coroziunii se poate realiza prin utilizarea nor inhibitori de
coroziune cu structură complexă metastabilă care pot prelua molecule de apă în formulă fără o
modificare a caracteristicilor electrice ale structurii lor moleculare şi pot elibera moleculele de
apă în condiţii de creştere a temperaturii păstrând proprietatea anticorozivă de protecţie a
suprafeţelor metalice.
În prima categorie de inhibitori anticorozivi se încadrează fosfaţi esterii, esterii
solubili , alcanolamidele sau sărurile unor acizi aminici, în general agenţi tensoactivi cu un
factor HLB cuprins între 1 şi 4.
În a doua categorie, acidul fenilacetic, acidul butilbenzoic, şi în general acizi cu
structură catenară ramificată care în fapt constituie grupa agenţilor tensioactivi cu un factor
HLB cuprins între 6-12 cu activitate amphilă intensă [WFS82], [HUN84], [HEG96],
[MOT98].
Protecţia anticorozivă este direct dependentă de stabilitatea chimică şi de
biostabilitate deoarece degradarea chimică şi/sau biologică poate genera compuşi chimici cu
funcţie puternic corozivă iar în acest caz este foarte importantă monitorizarea conţinutului de
inhibitor de coroziune, conţinutul nivelului bacterian şi al fungilor (în cazul fluidelor de
aşchiere apoase) şi monitorizarea stabilităţii fizice [SLB98].
7

8. • INHIBAREA FORMĂRII DE DEPOZITE DE MATERIAL
PE PĂRŢILE ACTIVE ALE SCULELOR.
Această tendinţă este asociată cu capacitatea de spălare şi transport a aşchiei (prin
componenţii de adaos pe care îi conţine fluidul de aşchiere) şi cu proprietatea da antiuzură
(determinată de asemenea de gradul de aditivi care conferă această funcţie), deţinute de
fluidul de aşchiere. Agenţii surfactanţi care în mare parte asigură funcţiile relevate anterior,
determină şi mărirea rezistenţei peliculei de fluid de aşchiere la nivelul contactului sculă-
aşchie-piesă de prelucrat stabilind şi funcţia de extremă presiune (EP). Aceşti aditivi prin
adsorbţie fizică sau chemosorbţie preiau orice impuritate mecanică care ar avea posibilitatea
să rămână în zona de aşchiere (şi ar constitui substratul punţilor de sudură care ulterior ar
evolua în depozite în zonele active ale sculelor).
De asemenea împiedicarea formării depozitelor pe suprafeţele tăioase se datorează
constituirii unei pelicule de ungere rezistente la suprafaţa metalelor, ca urmare a adsorbţiei
componenţilor tensioactivi (aditivilor specializaţi de antiuzură, de extremă presiune, cu rol de
detergenţi şi chiar a celor de inhibare a coroziunii) existenţi în fluidul de aşchiere, fapt care
elimină contactul direct al suprafeţelor metalice [MIS98], [RPK98], [SAM98], [KOL98].
• INVARIAŢIA VÂSCOZITĂŢII
În general fluidele de aşchiere fie emulsiile sau soluţiile de compuşi organici în apă,
fie uleiurile nemiscibile cu apa prezintă comportament hidrodinamic nenewtonian
independent de timp, pseudoplastice (îşi micşorează vâscozitatea în raport cu creşterea vitezei
de forfecare) sau dilatante (îşi modifică vâscozitatea în raport cu creşterea vitezei de frecare).
În unele cazuri fluidele de aşchiere nemiscibile cu apă prezintă comportament hidrodinamic
ne-newtonian dependent de timp, tixotropic (îşi micşorează vâscozitatea în raport cu creşterea
vitezei de forfecarea) sau reopexic (îşi măreşte vâscozitatea cu viteza de forfecare).
Un rol important în manifestarea acestor componente îl deţin structura coloidală
cumulat cu funcţiile fizico-chimice ale aditivilor tensioactivi în cazul emulsiilor care este un
sistem bifazic (fluid de aşchiere cu bază apoasă) şi funcţiile fizico-chimice ale aditivilor
tensioactivi în cazul soluţiilor (fluid de aşchiere cu bază apoasă) şi în cazul uleiurilor
nemiscibile , ambele având constituţie monofazică.
Atât fluidele de aşchiere cu bază apoasă cât şi uleiurilor nemiscibile cu apa prezintă
comportament reologic vâscoelastic în principal iar la alimentare cu jet manifestă tendinţa de
umflare.
Dar în condiţiile solicitărilor mecanice, în care viteza de forfecare nu depăşeşte
pragul critic specific pentru fiecare fluid, comportamentul hidrodinamic al fluidelor de
prelucrare pe un interval restrâns este newtonian (în care vâscozitatea nu se modifică
acceptându-se constantă). De aceea este important de cunoscut proprietăţile reologice ale
fiecărui fluid de aşchiere, deoarece modificarea vâscozităţii determină modificarea tuturor
celorlalte proprietăţi ale fluidelor de aşchiere iar procesul de prelucrare devine nestaţionar
[RUK80], [MAM80], [TVA84], [GEO96].
• STABILITATE FIZICĂ, CHIMICĂ, BIOLOGICĂ
Stabilitatea chimică şi implicit stabilitatea fizică sunt conferite de structura fluidului
de aşchiere realizată prin formulare. În principal realizarea structurii se bazează pe
8

9. echilibrarea prin selectarea compuşilor tensioactivi (în raport cu balanţa hidrofil-lipofilă HLB)
în raport cu uleiurile de bază şi caracteristicile electrice ale apei de formare. Pentru echilibrare
electrică se introduc inhibitori de coroziune şi mici conţinuturi de substanţe anorganice. Iar
pentru mărirea rezistenţei biologice, la acţiunea degradantă chimică sau catalitică în raport cu
degradarea fizică realizată în timp determinată de solicitarea la forfecare desfăşurată în
momentul prelucrării, se introduc substanţe complexe cu rol biocidat sau funcigizant, care
trebuie adaptate şi induse în structura generală a fluidului de prelucrare [PAM96].
Efectele distructive apar în mod singular sau asociate în cele mai multe cazuri
datorate acţiunii concomitente a bacteriilor si a fungiilor (în principal în cazul fluidelor cu
bază apoasă în care există nutrienţi specifici, compuşi care conţin sulf, azot, fosfor în diverse
combinaţii chimice uşor atacabile) cu acţiunea temperaturii ridicate şi cu acţiunea
impurităţilor mecanice (aşchii mărunţite şi sfărâmături de piatră în cazul operaţiilor de
rectificare). Acţiunea degradativă a bacteriilor şi a fungiilor este rapidă şi ireversibilă. Ceilalţi
factori degradanţi doar pot potenţa această acţiune degradabilă [BAM98].
De asemenea, datorită îmbătrânirii (acţiunea vitezei forţelor de forfecare) pot apărea
modificări structurale care pot conduce la degradarea avansată a fluidului de aşchiere şi
pierderea importantelor proprietăţi necesare prelucrării.
Pentru evitarea acestor situaţii este necesară monitorizarea parametrilor caracteristici
funcţionali care definesc proprietăţile funcţionale ale fluidelor de prelucrare, vâscozitatea
dinamică, sau cinematică, conţinutul acid (pH-ul), conţinutul alcalin, conţinutul de bacterii,
conductivitatea electrică, concentraţia de substanţă activă (în cazul fluidelor de aşchiere
apoase).
Degradarea fluidelor (modificarea structurală) nu afectează doar procesul de aşchiere
ci şi reglementările ecologice şi măreşte gradul de agresivitate a fluidelor de aşchiere asupra
operaţiilor [BPR96], [ROR96], [PMK97], [KTK98], [BIN98].
• NEAGRESIVITATE FIZIOLOGICĂ
Fluidele de prelucrare în timpul procesului de aşchiere intră în contact direct cu
operatorul. Deoarece compoziţia şi structura lor este foarte complexă, determinată de
multiplele proprietăţi funcţionale care este necesar să fie asigurate, fluidele de aşchiere deţin
un minimal nivel de agresivitate asupra pielii umane, asupra mucoaselor membranelor
organoleptice. Dar acest efect agresiv nu este cumulativ şi este suportat cu uşurinţă de media
fiziologică a operatorilor.
În programul noilor formulări au fost eliminaţi componenţi care conţin grupuri
funcţionale chimice, aminoclorură, cloraţi nitroamine şi compuşi aromatici sau naftenici
[MPR84].
S-au introdus produse pe bază de uleiuri vegetale şi produse cu bază de esteri solubili
[MER98], [BIN98].
În condiţiile degradării acestor fluide de aşchiere, se produc reacţii chimice
necontrolate care generează substanţe sau componenţi chimici cu agresivitate mare,
suplimentar faţă de implicaţiile tehnologice, iar pentru a limita gradul de agresivitate este
necesară monitorizarea caracteristicilor funcţionale pentru a prevenii degradarea [MCB96],
[SLB98].
9

10. • INHIBAREA FORMĂRII DE CEAŢĂ SAU SPUMĂ
Suspensia stabilă de picături foarte fine de fluid de prelucrare în aer (ceaţa de fluid de
prelucrare) se formează în timpul desfăşurării unor operaţii de prelucrare rotative la care
vitezele periferice sunt mari (vp>30m/s) cum ar fi operaţiile de rectificare sau superfinisare. În
cele mai multe cazuri ceaţa se asociază cu iritaţii senzoriale ale operatorului (ale nasului,
ochilor sau ale căilor aeriene ale gâtului).
Stabilitatea suspensiei este invers proporţională cu diametrul particulei de fluid, ea
depinzând direct de efectul agenţilor tensioactivi şi a sarcinilor electrice asociate.
Conţinutul de agenţi tensioactivi poate controla formarea ceţei de fluid de aşchiere.
Formarea ceţii nu influenţează proprietăţile funcţionale ale lichidului de prelucrare.
Spre deosebire de ceaţă, spuma care se formează prin antrenare de aer în masa fluidă
şi blocare în spaţiul de depozitate temporară înainte de reintroducere în circuit , a fluidului de
aşchiere şi eliminare sub formă de spumă la partea de sus a bazinului, modifică
comportamentul tehnologic a fluidului de aşchiere. La formarea spumei se preiau selectiv o
parte din agenţii tensioactivi modificând structura globală şi compoziţia chimică a fluidului de
prelucrare.
Formarea spumei se poate inhiba prin utilizarea unor agenţi chimici cu structură
amfilă (amfoteră) care modifică tensiunea superficială la nivelul peliculelor de spumă
reintroducând în masa fluidului agenţi tensioactivi îndepărtaţi de formarea spumei. Aceşti
agenţi chimici sunt denumiţi agenţi antispumanţi.
La formarea ceţei se pot, de asemenea, utiliza compuşi cu funcţii chimice care nu
modifică tensiunea superficială a peliculei de fluid în zona de aşchiere dar nu permite
termodinamic formarea unor picături fine stabile de fluid de aşchiere care ar putea
suspensiona în ambianţa maşinii de prelucrat prin aşchiere [MPR84], [COC93], [BOO98],
[GDA98].
• CLASIFICAREA FLUIDELOR DE AŞCHIERE
Fluidele de prelucrare trebuie să satisfacă două funcţii principale din care derivă
celelalte funcţii dezvoltate anterior, formarea aşchiei şi îndepărtarea aşchiei din zona de
aşchiere.
Energia termică determinată de frecări şi cea determinată de forfecarea, deformarea
şi ruperea metalului sunt elemente comune tuturor tipurilor de procese de aşchiere.
Este importantă reducerea frecării pentru îndepărtarea cantităţii de energie termică
produsă, cât mai rapid posibil.
În 1883, F.W. Taylor, care este considerat drept părintele cercetărilor fluidelor de
aşchiere a introdus apă în jet în zona de contact sculă-aşchie-piesă şi a observat că viteza de
aşchiere poate fi mărită cu 30-40% fără să apară fenomene perturbatoare. Ceva mai târziu
Ernest şi Marchant au observat că dacă se măreşte viteza de aşchiere eficacitatea de lubrifiere
se diminuează dar eficacitatea de răcire a apei prelungeşte durata de viaţă a sculelor
[MUM77]. În anii, 80% din fluidele de prelucrare erau cuprinse în grupa fluidelor miscibile
cu apa.
10

11. Se consideră un avantaj important, abilitatea de răcire, utilizând în acelaşi timp
proprietăţile lubrifiante ale uleiului iar prin obţinerea unor produse emulsionabile sau solubile
se pot combina aceste proprietăţi ale celor două categorii de fluide.
Un alt membru al familiei de fluide de prelucrare este format de grupa fluidelor pur
chimice sau sintetice care nu conţin ulei mineral [NAC80]. Agenţii chimici care compun
aceste fluide includ amine (terţiare şi secundare) azotiţi (complex organici), boraţi (complecşi
organici) şi carboxilaţi pentru prevenirea apariţiei coroziunii pe suprafeţele metalice udate,
includ nitraţi sau nitriţi (complecşi organici) pentru asigurarea stabilizării chimice şi fizice,
includ fosfaţi şi boraţi (complecşi organici pentru dedurizarea apei( preluarea ionului de
calciu şi substituirea ionilor de carbonat) includ săpunuri complexe şi agenţi de tensioactivi
pentru asigurarea capacităţii lubrifiante şi reducerea tensiunii superficiale, includ compuşi
organici cloruraţi şi sulfuraţi sau sulfonaţi pentru asigurarea lubrificaţiei de extremă presiune,
şi de asemenea includ glicoli, agenţi de amestec şi echilibrare structurală, umectanţi pentru
adaptarea agenţilor de lubrifiere şi antiuzură antioxidanţi şi germicizi (biocizi şi fungicizi)
pentru inhibarea formării şi dezvoltării coloniilor de bacterii şi fungi, şi menţinerea sub
pragul critic de concentraţie.
Cel de-al patrulea tip de fluid se aşchiere (după apă, uleiuri minerale şi fluide
sintetice) este cel care formează grupa fluidelor semisintetice. Structural considerate,
reprezintă cea mai complexă grupă. Compoziţional, conţin o cantitate mică de ulei mineral,
aditivi sintetici, şi apă. Fluidele de aşchiere semisintetice combină capacitatea lubrifiantă a
uleiului mineral cu capacitatea de răcire a apei. Micelele formate sau elementele structurale
bifazice (între ulei şi apă) ale acestui sistem (la rândul său, bifazic) au dimensiunea
caracteristică mai mică şi distribuţia statistică a acestei dimensiuni mai restrânsă, decât a
suspensiilor globulare formate de uleiurile emulsionabile. În aceste condiţii fluidele de
aşchiere de acest tip formează emulsii cu aspect opalcent-translucid spre deosebire de aspectul
lăptos-opac al uleiurilor emulsionabile.
Partea uleioasă a concentratelor fluidelor sintetice poate accepta aditivi de extremă
presiune (EP) solubile în uleiuri. Partea apoasă, de asemenea, poate accepta aditivi de extremă
presiune solubili în apă [GRE80]. La diluţii mari (2-5% concentraţii de concentrat) în apă
fluidele de aşchiere sunt utilizate la operaţiile de rectificare iar la concentraţii mai scăzute
acestea pot fi utilizate la prelucrări atât de metale feroase cât şi metale neferoase la operaţii de
aşchiere aspre [PAA79].
Fluidele de prelucrare reprezintă exemple tipice ale unui tribosistem în care sunt
prezente simultan mai multe mecanisme de uzură. Particule metalice dislocate au forme
diverse (poliedrice pseudoregulate alungite sau granulare, spiralate, filamentare, lamelare
răsucite). Compoziţia chimică şi granulară a particulelor variază semnificativ în raport cu tipul
şi condiţiile de desfăşurare ale procesului de aşchiere, cu caracteristicile funcţionale ale
fluidului de aşchiere şi caracteristicile tehnologice ale sistemului de răcire.
În timpul procesului de aşchiere fluidul de prelucrare este expus unor modificări în
structura sa intimă şi chiar în compoziţia chimică (în limitele funcţionale previzibile şi
permise) determinate de posibile reacţii chimice dintre componentele chimice de constituţie
ale fluidelor de aşchiere suprafeţele sculelor şi piesele prelucrate, de prezenţa particulelor
(aşchii şi sfărâmături de piatră în cazul aşchierii) impurificatoare şi de temperaturile ridicate
produse de procesul de aşchiere la contactul suprafeţelor. Aceste schimbări pot influenţa
negativ proprietăţile tribologice ale fluidului de aşchiere şi pot deregla funcţionarea
tribosistemului [OLD73], [JOS85].
11

12. În prezent fluidele de aşchiere respectă o clasificare în care recomandările
tehnologice referitoare la modul de generare a suprafeţei, tipul operaţiei şi caracteristicile
parametrilor geometrici şi de rugozitate ale pieselor prelucrate se suprapun în mare parte peste
clasificarea dependentă de compoziţia structurală a fluidelor de aşchiere.
Astfel se va considera oportună dezvoltarea clasificării în raport cu compoziţia
structurală evidenţiind caracteristicile fizice şi elementele chimice caracteristice.
În perioada actuală nu mai este utilizată cu funcţie de fluid de prelucrare, apa (ca
atare) cu ingrediente anorganice dizolvate (azotit de sodiu cu funcţie de inhibitor de
coroziune, carbonat de sodiu cu rol de agent lubrifiant şi agent de umectare şi fosfat trisodic
cu rol de agent de antiuzură, agent lubrifiant şi agent de extremă presiune dar nu în sensul
propriu cunoscut astăzi).
Fluidele de aşchiere se încadrează în două mari categorii:
• fluide uleioase sau uleiuri de prelucrare nemiscibile cu apa;
• fluide cu bază apoasă.
• ULEIURI DE PRELUCRARE NEMISCIBILE CU APA
Această categorie de uleiuri include:
• uleiurile utilizate ca atare (neaditivate);
• uleiurile aditivate cu capabilitate funcţională mare.
a. Uleiurile pure utilizate la aşchiere pot avea origine animală sau vegetală sau provin
din zăcăminte minerale petroliere separate din fracţiunea grea de distilare a petrolului. Sunt
utilizate fără adăugare de aditivi.
Uleiurile vegetale sunt pregătite pentru utilizare prin hidrogenare şi rafinare pentru
eliminarea unor radical moleculari (perturbatori tribologici) şi uleiurile animale sunt pregătite
pentru utilizarea prin distilare fracţionată.
Uleiurile minerale (parafinice, naftenice) cu conţinut mic de compuşi aromatici sunt
pregătite pentru utilizare prin cracare catalitică sau termică, hidrorafinare şi distilare
fracţionată obţinându-se amestecuri de componente petroliere cu domeniu îngust de
temperaturi de distilare.
Grupa de uleiuri de origine animală sau vegetală posedă capacitate de lubrifiere până
la temperaturi de 300°C, peste care aceste uleiuri se descompun datorită compuşilor
aldehidici şi cetonici instabili.
b. Uleiurile minerale au stabilitate chimică mare, capacitate de lubrifiere ridicată dar
nu pot asigura capacitatea de răcire neasigurând efectul de umectare a suprafeţelor.
La operaţiile pentru care este important efectul de răcire şi spălare se recomandă
uleiurile minerale cu vâscozitate mică, iar pentru operaţiile la care este solicitată o capacitate
de lubrifiere mare se pot utiliza uleiuri cu vâscozitate ridicată [SWA82].
Uleiurile aditivate denumite uleiuri de aşchiere conţin grupuri (denumite pachete) de
substanţe componente compatibile structural şi funcţional cu funcţiile bine definite în mod
individual dar al căror acţiuni pot fi modificate în mod sinergic datorită interdependenţei
chimice şi fizice.
12

13. În compoziţia chimică a acestor uleiuri s-au introdus în principal aditivi antioxidanţi,
agenţi de umectare sau dispersanţi şi agenţi de inhibare a formării spumei. Aceste uleiuri
prezintă capacitatea de protecţie anticorozivă foarte bună, capacităţi de lubrifiere şi aşchiere
bune şi capacitate de răcire acceptabile.
Uleiurile aditivate care conţin suplimentar aditivi de extremă presiune şi de antiuzură
se utilizează la operaţii de prelucrare prin aşchiere foarte dificile sau la prelucrarea unor
materiale cu indice mic de prelucrabilitate. Aceste uleiuri cu aditivi de extremă presiune (EP)
au un caracter polar accentuat (ceea ce determină mărirea rezistenţei peliculei adsorbite pe
suprafeţele metalice)
În tabelul 4.1. este prezentată compoziţia generală a uleiurilor aditivate de extremă
presiune în raport cu noile reglementări ecologice şi funcţionale.
Tabelul 4.1.
Ulei de baza (70-98%) Aditivi (2-3%)
• mineral - Parafinic, naftenic; • Polar. • uleiuri grase naturale;
- Hidrocracat; • acizi de uleiuri grase;
- Uleiuri albe uşoare • esteri sintetici.
fără compuşi
aromatici.
• sintetic - Esteric. • extremă • compuşi cloruraţi
• natural • Vegetal presiune (EP) (parafine clorurate);
• Animal. şi antiuzură • compuşi sulfuraţi;
(AW). • compuşi fosforaţi;
• compuşi fosfonaţi;
• compuşi sulfonaţi din
petrol cu indice parafinic
ridicat.
Aceste uleiuri se utilizează la operaţiile de superfinisare şi rectificare a suprafeţelor,
de găurire, de broşare şi de ştanţare (rectificare profilată, găurire adâncă şi rectificarea dinţilor
roţilor dinţate) [NEP98].
Datorită aditivilor de extremă presiune se formează la suprafaţa metalică compuşi
chimici care îmbunătăţesc caracteristicile tribologice ale operaţiei de prelucrare şi măresc
capacitatea de rezistenţă la uzura termică. Aceste date sunt prezentate în tabelul 4.2.
Tabelul 4.2.
Tipul aditivului Compusul format la suprafaţa metalului Eficienţa termică °C
Glicerină vegetală sau Săpun de metal 130
animală
Acizi graşi Săpun de metal 130
Compuşi uleioşi sintetici Săpun de metal 200
Compuşi cloruraţi Cloruri de metal 500
Compuşi fosforaţi şi Fosfaţi de metal 800
13

14. fosfonaţi Fosfiţi de metal
Compuşi sulfurizaţi Sulfiţi de metal 900
Sulf Sulfiţi de metal 1000
Compuşi sulfonaţi din Carbonaţi de metal 950
petrol cu indice
parafinic ridicat
Eficienţa termică reprezintă măsura în care se menţine stabilitatea efectivă în raport
cu ridicarea temperaturii a menţinerii funcţionării unui tribosistem de aşchiere în condiţii
nemodificate [PLP97].
Literatura de specialitate [PLP97] a ierarhizat condiţiile de prelucrare ale diverselor
tipuri de operaţii de aşchiere în raport cu capacitatea de răcire şi capacitatea de lubrifiere
reclamată uleiurilor de aşchiere şi sunt prezentate în fig. 4.5.
Broşare
Filetare interioară
Frezare melcată
Complexitatea prelucrării
Găurire adâncă
Lubrifiere reclamată
Filetare exterioară
Viteza de aşchiere
Răcire reclamată
Alezare
Frezare
Strunjire
Rabotare, mortezare
Debitare
Rectificare
Fig. 4.5
Aceste date reflectă gradul de specializare a aditivilor care în condiţiile actuale
determină specializarea uleiurilor de prelucrare pentru o operaţie sau un anumit grup de
operaţii.
• FLUIDE DE PRELUCRARE CU BAZ Ă APOASĂ
Fluidele de prelucrare apoase în faza lor concentrată prezintă ca bază de formulare
apa şi/sau tendinţă de aditivare la apă fizic şi chimic apreciate. Aceste fluide de prelucrare în
faza concentrată pentru utilizare la diversele operaţii de aşchiere sunt amestecate cu apă
(formând soluţii sau emulsii) într-un domeniu de concentraţii cuprins între 3% şi 20%
concentrat de fluid de prelucrare în apă.
În raport cu compoziţia compuşilor de formulare, cu aspectul vizual al amestecului,
cu domeniul dimensional picăturilor care formează suspensia în literatura tehnică specifică, s-
a stabilit un mod de clasificare prezent în tabelul 4.3. [MCB96], [SLM96].
Tabelul 4.3.
Tipul fluidului Domeniul Aspect Compoziţie de Conţinut %
de prelucrare dimensional al vizual formulare
picăturilor
I Mineral 10-1µm De la lăptos • Ulei de bază 70-80
emulsie la opalscent mineral
14

15. • Emulgatori aprox.15
• Aditivi şi 5-10
componenţi
• apă max.10
II Semisintetic 1-0,1µm Semi sau • Ulei de bază max. 40
microemulsie complet mineral
(biostabilă) transparent • Emulgatori 40
• Aditivi şi 10-15
componenţi
• apă max.10
III Complet 0,1-0,01µm clar • Emulgatori şi Aprox. 60
sintetic soluţie aditivi
• apă Aprox. 40
În conformitate cu această încadrare se va urmării clasificarea fluidelor de prelucrare
cu bază apoasă, dar pentru că aplicaţiile acestora acoperă domeniul de prelucrare care se
suprapun, cele trei tipuri de fluide de aşchiere cu bază apoasă vor fi tratate concomitent.
După cum se prezintă în tabelul 4.3. compoziţia şi implicit morfologia celor trei
categorii de fluide de prelucrare sunt diferenţiate între ele. Dar aditivii care definesc diversele
funcţiuni pot fi utilizaţi, în raport cu caracteristicile tehnologice şi funcţionale urmărite pentru
formularea de fluide de prelucrare din toate cele trei categorii.
În tabelul 4.4. sunt prezentaţi principalii aditivi grupaţi în categorii funcţionale şi
raportaţi la conţinuturi maxime care pot fi atinse în concentratele fluidelor de aşchiere (care
sunt pregătite pentru funcţionare prin aşchiere cu apă în rapoarte de la 2/100 până la 20/100),
din cele trei categorii (minerale, semisintetice şi sintetice).
Tabelul 4.4.
Componenţi Tip de componenţi Nivel de conţinut în
funcţionali concentrat (%)
Componenţi de bază • Ulei mineral max. 80
• Apă max. 40
Emulgatori şi co- • Anionic 25
emulgtori • Anionic 15
• Alcool 10
Inhibitori de coroziune • Derivaţi ai acidului succinic 20
• Hidrocarburi alifatice, 20
• Amide ale acizilor graşi/alcamide, 25
• Compuşi sulfonaţi /naftenaţi 25
• Amine alifatice primare şi terţiare 20
• Compuşi ai acidului boric 40
• Compuşi heterociclici 6
Aditivi EP • Săruri ale acizilor graşi naturali şi 50
modificaţi
• Aminele şi esteri ai acizilor graşi 25
• Compuşi organici cu sulf 5-10
• Clorparafine 10-15
• Esteri ai acidului fosforic 5-10
Biocizi • Compuşi organici cu bor 40
• Compuşi heterocidici cu N, O şi S 6
4
15

16. • Derivaţi ai aledehidelor 5
• EDTA
Antispumant • Tenside hidrofile 1-5
În apreciere globală aceste grupe de componenţi formează concentratele fluidelor de
aşchiere cu bază apoasă, cele mai complexe fluide (structural şi chimic apreciate) cu efecte
lubrifiante bune atât în procesele de aşchiere cât şi în fenomenele obişnuite de frecare. Pentru
relevarea acestui fapt în tabelul 4.5 sunt prezentate caracteristici definitorii ale aditivilor de
extremă presiune (EP), cei care condiţionează proprietăţile lubrifiante.
Tabelul 4.5.
Tip de aditivi EP Tip de film de Temperatura de Temperatura de
lubrifiere formare a stratului topire a stratului de
de lubrifiere °C lubrifiant °C
Acizi graşi • săruri Max. 200
Compuşi cu clor • FeCl2 180 670
(ex. parafine
clorurate)
Compuşi cu • Fosfură de metal 280 950
fosfor (ex. esteri
floruraţi)
Compuşi cu sulf • Sulfură de metal 520 1100
(ex. ulei sulfurat)
Recomandările utilizatorilor aditivilor EP sunt asociate cu gradul de severitate a
prelucrărilor (la care în timpul desfăşurării se dezvoltă temperaturi ridicate, suprafaţa rupturii
prezintă activitate chimică şi electrochimică mare) cu necesitatea asigurării răcirii rapide şi cu
obţinerea unor parametrii geometrici, de rugozitate calitativi superiori şi toleranţe
dimensionale restrânse.
Pentru o reflectare cât mai relevantă
a activităţii aditivilor de extremă presiune în
fig. 4.6. au fost reprezentate variaţiile
coeficienţilor de frecare evaluaţi la utilizarea
fluidelor de aşchiere într-un sistem de
prelucrare individual în mod indirect prin
măsurarea energiei electrice consumate în
timpul prelucrării.
Fig. 4.6
Aceste date pot fi considerate elocvente pentru a putea fi considerate încadrabil într-
un sistem de selectare a fluidelor de prelucrare cu bază apoasă în raport cu severitatea
16

17. operaţiei de prelucrare deservită (energie termică degajată, suprafaţa de contact sculă-piesă de
aşchiat, forţă de aşchiere, acces în zona de aşchiere a lichidului de aşchiere. În aceste condiţii,
similar cu recomandările pentru fluidele de aşchiere cu bază uleioasă (uleiuri nemiscibile cu
apa), a fost realizată ca un criteriu general de apreciere o scară de clasificare a condiţiilor de
aplicare a fluidelor de aşchiere cu bază apoasă [HUN84].
Figura 4.7. prezintă această scară de clasificare a selectării fluidelor de prelucrare cu
bază apoasă şi a uleiurilor de aşchiere nemiscibile cu apă în raport cu gradul de severitate a
operaţilor de prelucrare.
Operaţia de Viteza de Capacitatea Recomandare de utilizare a fluidelor
prelucrare prelucrare de răcire de aşchiere
broşare interioară Uleiuri de aşchiere
filetare interioară (nemiscibile cu apa)
rectificare interioară
broşare exterioară
Selectarea operaţiei
filetare exterioară
mortezarea roţilor dinţate
găurire adâncă
alezare adâncă Emulsii
găurire, alezare
frezare melcată
strunjire
debitare Soluţii
rectificare (fără conţinut de uleiuri minerale)
Fig. 4.7
Principiul de evaluare şi estimare a corelării desfăşurării operaţiilor de prelucrare cu
oportunitatea utilizării unui anume tip de fluide de prelucrare este acceptat în literatura de
specialitate în modul relevat în figura 4.7. avându-se în vedere toate elementele dezvoltate în
acest subcapitol [HUN84], [BAR93], [MCB96], [HEG96], [PLP97].
• Definirea sistemelor disperse (stări coloidale)
Anterior, apariţiei termenului de coloid introdus de Thomas Graham (1861) s-au
descoperit o serie de fenomene legate de proprietăţile coloizilor fenomenele de adsorbţie a
coloranţilor pe cărbune (T.E.Lovitz - 1787), mişcarea browniană (R. Brown – 1827),
peptizarea (F. Selmi – 1847), difuzarea luminii în solii de aur (M. Faraday – 1857).
În perioada următoare, chimia coloidală s-a dezvoltat din punct de vedere teoretic W.
Thomson (1871) a pus bazele termodinamicii suprafeţelor, iar J.W.Gibbs (1876) a stabilit
bazele termodinamicii fazelor şi adsorbţiei. În anul 1905, A. Einstein a descoperit legea
mişcării browniene. J.Perrin (1908) a determinat numărul lui Avogadro studiind distribuţia
unor particule coloidale în raport cu înălţimea de suspendare. N. Seidentopf şi R. Zsigmondz
(1903) au inventat ultramicroscopul optic iar în 1916 I. Lanqmuir, balanţa bidimensională.
S-a arătat că starea coloidală este generală (P.P. Weimann - 1911). Ulterior s-au
descoperit detergenţii ( A. Reichler – 1913) şi substanţele macromoleculare (N. Standinger –
structura cauciucului – 1922). Au fost descoperiţi indicatorii de adsorbţie (K. Fajans – 1923)
aplicaţi în chimia analitică de I.M. Kolthoff Tiselius – 1937), fenomenul de coacervare
(H.G.B. de Jong şi H.R. Kruzt – 1929), ultracentrifugă (T: Svedberg - 1925), iar M. von
Smoluchowski a descoperit fluctuaţiile în acelaşi timp cu A. Einstein.
17

18. Noţiunea de coloid a fost introdusă de T. Graham (1861) care a clasificat substanţele
după viteza de dializă printr-o hârtie de pergament, în cristaloizi, care trec cu viteză mare şi
coloizi care difuzează cu viteză foarte mică ( termenul “Kolla” din limba greacă care
înseamnă clei). Abia spre sfârşitul secolului trecut, noţiunea de substanţă coloidală s-a
conturat mai precis. Între substanţele coloidale şi cele cristaloide nu există o limită netă şi în
loc de a considera substanţe coloidale, este mai apropiat de realitate a se considera starea
coloidală a unei substanţe. Practic din orice substanţă se poate obţine o soluţie coloidală.
Chimia coloidală se ocupă cu studiul sistemelor disperse. Un sistem, dispers este
format dintr-un mediu dispers corespunzător dizolvantului unei soluţii adevărate şi o fază
dispersă corespunzând substanţei dizolvate.
Sistemele disperse se pot clasifica după starea de agregare a mediului dispergent şi a
fazei disperse în nouă categorii: L-S, L-L, L-G, S-S, S-L, S-G, G-L, G-G, G-S, unde s-au notat L -
lichid, S - solid, G - gaz. În tabelul 4.6 este prezentată clasificarea generală a sistemelor
disperse [NEG72].
Tabelul 4.6
Mediul Fază Suspensii mecanice Sisteme coloidale Sisteme moleculare
dispersant dispersă
gaz - - amestec de gaze
gaz lichid ploaie, ceaţă ceaţă -
solid praf, fum aerosol -
gaz spumă spumă gaze adsorbante sau dizolvate
lichid lichid emulsii grosolane emulsii coloidale soluţii
solid suspensii mecanice soluţii coloidale soluţii
gaz spume solide spume solide gaze de adsorbţie
solid lichid minerale cu ocluziuni spume solide apă de cristalizare
lichide
solid amestecuri uscate sol solid aliaje, cristale mixte
Sistemele disperse sunt sisteme polifazice cu interfeţe foarte mari. Sistemele
monofazice sunt omogene. Există două cazuri extreme de sisteme disperse. În primul caz sunt
soluţiile moleculare care reprezintă un amestec unde faza dispersată este divizată în mediul
dispergent până la dimensiuni moleculare sau atomice. În extrema cealaltă se găsesc
suspensiile. Acestea sunt sisteme bifazic eterogene, în care particulele dispersate observabile
la microscopul optic, se pot reţine pe hârtia de film şi se pot sedimenta sub acţiunea
gravitaţiei.
Dispersiile coloide sau soluţiile coloide numite şi soli se consideră intermediare între
aceste două cazuri. Dispersiile coloide “aparent omogene” sunt în realitate microeterogene
(numai faza dispersă) şi sunt observabile doar la ultramicroscop. Acestea trec prin filtrele
obişnuite, difuzează cu viteză mai mică decât moleculele sau ionii, nu trec prin membrane, şi
deci nu dializează şi prezintă fenomenul Tyndall. Suspensiile obişnuite au dimensiuni de
ordinul a 1000⊕ (10-7 m) pe când ionii şi moleculele obişnuite au dimensiuni de aproximativ
10 ⊕ (10 -9 m). Particulele coloide deţin dimensiuni (diametru sau diametru caracteristic)
situate între 1 şi 100 mµ.
Numărul de atomi din care poate fi formată o particulă coloidă variază în limite
foarte largi (103 – 109). Particulele coloide se mai numesc micele (J. Duclaux – 1908).
După cum se indică în tabelul 1.2. domeniul sistemelor disperse cuprinse între 10 ⊕
(10 m) şi 1000000 ⊕ (10-3 m) poate fi divizat în trei domenii, ale căror limite nu trebuie
-9
considerate rigide ci doar orientative. Deosebirea esenţială dintre cele acele tipuri de sisteme
18

19. disperse având drept criteriu de limitare dimensiunile unităţilor cinetice, constă în stabilitatea
lor cinetică diferită, odată cu creşterea dimensiunilor particulelor, care determină scăderea
stabilităţii cinetice adică mărimea tendinţei de separare prin sedimentare [MAC76].
Tabelul 4.7.
Mărimea Domeniul Domeniul Domeniul Domeniul grosier
caracteristică şi coloidal
unitatea de măsură micromolecular ultramicroeterogen pseudocoidal dispers
(microeterogen) (macroscopic)
Raza particulei r, m 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3
∆ = 1 / r , m-1 10⊕ 10mm 100mm
109 107
Grad de dispersie 1⊕ 1 µm 10 µm 100 µm 1 mm
1010 105 103
Numărul atomilor
dintr-o particulă < 103 103 - 109 >109
(unitate cinetică)
Metoda de obţinere Condensare (Agregare)
a sistemului dispers Dispersare
Formarea sistemelor disperse este însoţită de obicei de o modificare în salt a
proprietăţilor fizico-chimice ale sistemului. Una din mărimile cele mai importante care apare
prin trecerea de la starea micromoleculară la strea coloidală este suprafaţa de separaţie
interfazică care devine maximă în domeniul coloidal (ultramicroeterogen) [MUR86].
• Clasificarea sistemelor disperse (stări coloidale)
O primă clasificare a substanţelor a fost făcută chiar de către T. Graham (1861). El a
numit substanţele care dializează, adică trec printr-o membrană semipermeabilă (sărurile,
glucidele, ureea, etc.) cristaloizi şi cele care nu dializează (gelatina, albumina, amidonul,
cleiul, etc.) coloizi.
Prin evaporarea dizolvantului din soluţia unui cristaloid, acesta cristalizează, iar prin
evaporarea dizolvantului din soluţia coloidală se obţine un corp amorf.
Această împărţire în substanţe cristaloide şi coloide nu este riguroasă deoarece s-au
obţinut în stare cristalină şi unii coloizi tipici, cum sunt albuminele. Prin spectrometria cu raze
X s-au obţinut spectre pentru solii aur asemănătoare cu a celor cristaline.
T. Graham a propus numele de sol pentru orice soluţie coloidală. Pentru a iniţializa
dizolvantul, se adaugă prefixul specific: “hidrosol”, “alcoolsol”, “glicoosol”, etc. Prin
precipitare coloidul poate fi izolat denumindu-se gel. (hidrogel, alcoogel, glicoogel, etc.). În
acest caz sistemele sunt clasificate după fluiditatea lor. Solurile sunt sisteme liber disperse, iar
gelurile sunt sisteme continuu disperse.
Dacă se ia în considerare interacţiunile dintre mediul de dispersie şi faza dispersă,
solii se împart în două categorii principale:
• soli liofobi sau coloizi “corpusculari” polifazici;
• soli liofili sau coloizi “moleculari” monofazici.
La aceste categorii se mai adaugă:
• coloizi de asociaţie sau soli liofili micelari;
19

20. • soli cu mediu de dispersie solid sau gazoşi (coloizi nelichizi);
• pseudocoloizi, sisteme cu grad de dispersie mic (suspensie, emulsie, spume,
paste, aerosoli, pulberi).
De asemenea mai există şi alte categorii de sisteme cu proprietăţi mai mult sau mai
puţin pronunţate de coloizi (coloizi necorpusculari).
Sistemele în care faza dispersă absoarbe din mediul intermicelar, în proporţie
variabilă se numesc colizi liofili sau emulsoizi, în opoziţie cu coloizii liofibi sau suspensoizi a
căror fază dispersă nu conţine nici o urmă de mediu intermicelar.
Coloizii liofibi nu prezintă acţiune superficială asupra mediului în care sunt
insolubile. În cazul coloizilor liofili, moleculele dizolvantului acţionează direct asupra
moleculelor dizolvantului. În tabelul 4.8 sunt prezentate proprietăţile solilor liofili în
compoziţie cu cele ale solilor liofibi [NEG72].
Tabelul 4.8
Soli liofili Soli liofobi
Tensiunea superficială ≈ cu cea a mediului Tensiunea superficială < cea a mediului
Vâscozitate ≈ cu cea a mediului Vâscozitate >> cea a mediului
Electroliţi în urme determină precipitarea Electroliţi în exces determină solifierea
Particulele migrează în câmpul electric Particulele nu se observă la
ultramicroscopul optic
Particulele migrează în câmpul electric într-o Particulele migrează în câmpul electric
anumită direcţie în orice direcţie
În raport cu stabilitatea în echilibrul cinetic, coloizii se pot clasifica în coloizi
reversibili şi coloizi ireversibili.
După distribuţia gradului de dispersie (inversul diametrului particulei coloidale) se
deosebesc sisteme izodisperse, cu toate particulele de aceeaşi dimensiune şi sisteme
polidisperse cu particule de mărimi diferite.
Având în vedere structura specifică a unităţilor cinetice a sistemelor disperse în
asociere cu modul de interacţiune cu mediul de dispersie A. Kuhn clasifică sistemele disperse
în principal în trei clase distincte, iar acestea sunt prezentate în tabelul 4.9 [KUH60],
[MAC76].
20

21. Tabelul 4.9
Denumirea Unitatea Natura Stabilitatea Natura Caracterul Exemple de
sistemului dispers cinetică forţelor de la agregare sistemului după transformă- sisteme
specifică interacţiune interacţiunea cu rilor
între mediul de
componente dispersie
elementare
1.Dispersii liofobe (coloizi de dispersie)
- formate din micelă fizice mică liofob ireversibil soli,
micromolecule liofobă (conferită) suspensii.
emulsii,
aerosoli
- formate din agregat fizice idem liofob ireversibil latexuri
macromolecule molecular
2. Coloizi micelari micelă de fizice mare (stabili liofil reversibil Soluţii
de asociaţie asociaţie termodi- apoase şi
namic) neapoase de
compuşi
tensioactivi
coloidali
(detergenţi)
3. Coloizi statistic chimice mare (stabili liofil reversibil Soluţii de
moleculari (soluţii termodi- polimeri
de compuşi namic) uleioşi şi
macromoleculari) ionici
polielectro-
liţi)
Deşi există deosebiri esenţiale în comportarea termodinamică şi mai ales în ceea ce
priveşte stabilitatea, sistemele disperse se aseamănă în comportarea lor cinetică deoarece
mărimile unităţilor cinetice ale tuturor sistemelor disperse sunt apropiate.
• COLOIZI LIOFOBI (DISPERSII LIOFOBE)
Solii liofobi sunt substanţe insolubile, care nu au acţiune superficială asupra
mediului, şi deci la care nu se stabilesc interacţiuni între faza dispersată şi cea dispergentă.
Stabilitatea micelelor liofobe se poate explica fie prin existenţa unui strat dublu
electric din anumiţi ioni adsorbiţi pe fiecare particulă care creează o sferă de protecţie
electrică, fie chimic, prin adsorbţia unor substanţe care, măresc insolubilitatea particulelor.
Atomii care compun particulele coloizilor liofobi pot fi legaţi prin cele mai diverse
forţe: covalente, electrovalente, legături metalice, sau forţe van der Waals. Natura acestor
forţe nu prezintă importanţă deoarece dizolvantul nu se poate intercala între moleculele
mediului spre a le împrăştia.
Având o bogată stare energetică şi fiind permanent în mişcare (browniană), aceste
geluri se pot agrega, pot coagula, sau pot suferi o adsorbţie de schimb în stratul difuz cu ionii
soluţiei, când poate avea loc o dizolvare, dacă interacţiunea de schimb este puternică.
Coagularea (precipitarea) este determinată de adsorbţia de schimb, de gravitaţie, de
forţa centrifugă şi mai ales de prezenţa electroliţilor străini, de variaţia temperaturii, agitare
mecanică, dializa pentru a îndepărta ionii stabilizatori, de electroforeză.
21

22. Stabilitatea solilor liofobi se mai
poate face cu ajutorul coloizilor de protecţie.
Aceştia pot fi dipoli care încarcă electric solii
(a), macromoleculele (b), agenţii tensioactivi
sau coloizi de asociaţie (c) (fig. 4.8).
a b c
Fig. 4.8
Stabilizarea în primul caz (a) se explică prin acţiunea forţelor de respingere
electrostatică din straturile difuze care poartă sarcini de acelaşi semn. Uneori (b), particulele
liofobe se aşează la suprafaţa coloidului de protecţie (macromolecular). În alte situaţii
coloidul de protecţie tensioactiv formează un strat monomolecular la suprafaţa solului liofob
(c).
Stabilizarea încetineşte procesele de îmbunătăţire deoarece opreşte accesul
electrolitului la sol [NEN79].
Datorită asemănării între sistemele disperse liofobe, biofizice şi suspensiile stabile,
W. Ostwald a clasificat suspensiile stabile şi solii liofobi într-o singură clasă numită clasa
suspensoizilor. Solii obţinuţi în special prin metode chimice conţin electroliţi şi alte substanţe
molecular disperse, de aceea ei trebuie separaţi şi purificaţi.
Metodele principale de separare şi purificare sunt ultrafiltrarea şi dializa. Mai
eficiente sunt electroultrafiltrarea, electrodializa, electroforeza şi electrodecantarea.
Dializa este fenomenul de trecere a soluţiei moleculare printr-o membrană dializantă
şi de reţinere a particulelor coloidale. Membranele dializante utilizate sunt în principal de
origine animală, hârtia de pergament, celofanul şi colodiul. Particulele coloidale având
dimensiuni mari nu pot trece prin porii acestor membrane.
Aceste tipuri de soli sunt liofobi datorită caracterului insolubil al substanţei
dispersate. În general electroloţii neutralizează sarcina acestor soli permiţându-le să se
aglomereze şi să precipite. Un efect analog îl are ridicarea temperaturii. Aceste geluri sunt
ireversibile.
Solurile liofobe au structura şi compoziţia chimică parţial determinată. Ele prezintă
structură ternară (nucleu, ioni, contraioni) şi compoziţii variabile diferenţiate chiar la nivele
vecine datorită polidispersiei. Raportul stoichiometric dintre substanţa dispersată (nucleu) şi
substanţa absorbită pe nucleu (ioni, contraioni) posedă valori medii care nu se supun legilor
combinaţiilor chimice [BLW89].
Sistemele coloidale posedă un nucleu insolubil de un grad de dispersie coloidală.
Acest nucleu adsoarbe selectiv ioni din faza lichidă. Electrolitul prin ionii săi determină
stabilitatea solului, având funcţia de stabilizator ionic. În condiţia unei particule coloidale al
unui hidrosol de metal trivalent cu solubilitate mică M(OH)3 există posibilitatea obţinerii unei
soluţii coloidale prin hidroliza halogenurii acestui metal MX3 (X= Cl, Br) [FAC79].
MX 3 + 3 H 2O → M (OH )3 + 3 HX (4.04)
Stabilizatorul ionic în acest caz este un produs intermediar de tipul oxihalogenurii de
metal.
MX 3 + H 2O → MOX + 2 HX (4.05)
22

23. care disociază conform schemei:
MOX ⇔ MO + + X − (4.06)
Numărul moleculelor de M(OH)3 ce formează nucleul particulei coloidale este mare,
de ordinul sutelor, m.
Numărul moleculelor de stabilizator ionic ce intră în interacţiune cu nucleul n este
totdeauna mai mic decât numărul moleculelor m din nucleu.
Cationii MO + care rezultă din disocierea stabilizatorului ionic, conform ecuaţiei
(4.06) se adsorb pe suprafaţa nucleului, încărcându-l pozitiv şi formând stratul intern al
dublului strat electrochimic. Aceştia formează ionii fizic adsorbiţi. Anionii X − care rezultă
din aceeaşi reacţie de disociere vor fi ionii de semn contrar. O parte dintre ei vor fi ionii de
semn contrar legaţi, iar restul vor fi ionii de semn contrar liberi. Dacă se acceptă numărul
ionilor de semn contrar liberi x, numărul ionilor de semn contrar legaţi vor fi n-x.
Întregul complex compus din nucleul insolubil, stratul rigid, format din ionii
adsorbiţi şi ionii de semn contrar legaţi, şi stratul difuz se numeşte micel, iar lichidul
intermicelar este faza lichidă ce înconjură micelul. Această fază conţine stabilizatorul ionic şi
alte impurităţi.
În timpul mişcării, nucleul coloidal se mişcă solidar cu stratul rigid ca un întreg.
Complexul format din nucleu şi stratul rigid este “granula”. Ea se mărgineşte cu suprafaţa de
alunecare la nivelul căreia ia naştere potenţialul electrolitic. Structura micelului se poate
reprezenta prin schiţă [FAC79], [STL81].
micel
Nucleu/ strat rigid//strat difuz
nucleu / strat rigid // strat difuz
granula
sau prin diagrama:
granula strat difuz
{[M (OH ) ]3 m / nMO + + (n − x ) X − }+ xX −
(1) (2) (3) (4)
ioni de semn contrar
micel
În diagrama (1) prezintă micelul insolubil al coloidului (2) reprezintă ionii adsorbiţi,
(3) reprezintă ionii de semn contrar legaţi şi (4) ionii de semn contrar liberi.
Structura micelului mai poate fi reprezentată pictografic prin diagramă în fig. 4.9
23

24. în care :
m - reprezintă numărul moleculelor M(0H)3;
1 - reprezintă grosimea stratului difuz;
2 2 - reprezintă grosimea stratului rigid;
5
1 3 - reprezintă raza micelului;
4 - reprezintă raza granulei;
5 - reprezintă raza nucleului insolubil.
4
3
anioni
cationi
Fig. 4.9
• PSEUDOCOLOIZI
Suspensiile, emulsiile, spumele, pastele, aerosolii, pulberile sunt sisteme disperse
eterogene, cu grad de dispersie inferior gradului de dispersie coloidal. Deşi particulele
pseudocoloizilor sunt mai mari decât ale solilor liofobi şi se por observa la microscopul optic
obişnuit, ele posedă majoritatea proprietăţilor generale ale solilor (mişcare browniană,
turbiditate, coagulare, floculare, etc.) şi se obţin prin aceleaşi metode ca şi solii liofobi
[CHF69], [NEG72].
Când se pune în contact o substanţă solidă insolubilă cu un lichid dispers se formează
un sistem care se transformă prin acţiuni fizico-mecanice într-un sistem polidispers mult mai
stabil decât amestecul iniţial. Pentru a se obţine aceste sisteme este necesar ca faza dispersată
să nu se dizolve molecular în mediul de dispersie şi să nu reacţioneze cu acesta chimic.
Aeroemulsiile, aerogelurile şi aerosolii propriu-zişi au ca mediu de dispersie aerul. În
această clasă se încadrează norii şi fumul. Ele se obţin fie cu ajutorul unor pulverizatoare de
mare precizie, fie prin condensarea fizică (descărcare electrică) sau chimică (ex:
NH 3 + HCl ⇔ NH 4 Cl ). Un bun stabilizator pentru aerosoli este apa care se depune în
pelicule pe particulele respective.
Spumele sunt sisteme gaz-lichid. Există şi spume solide (bureţi). Agenţii spumanţi
intră în alcătuirea membranei protectoare a spumei asigurând un anumit stadiu de stabilizare
(alcooli, amine, coloranţi, proteine, negru de fum, etc.).
Suspensiile foarte concentrate formează pastile. Din domeniul general se detaşează
pastile ceramice (pasta de argilă) pastile alimentare şi pastile utilitare.
Emulsiile sunt amestecuri eterogene, stabile, de lichide nepolare (uleiuri) cu lichide
polare care se prepară în prezenţa unor agenţi speciali de stabilizare – emulgatori.
24

25. Se separă prin dispersie mecanică
sau electrică. Emulgatorii, în raport cu modul
de acţionare, pot avea structură coloidală,
tensoactivă sau solidă. de asemenea în raport ulei
emulgator
ulei
cu natura afinităţii acestora se pot încadra în
apă
liofili (săpunuri, proteine, uleiuri, etc.) şi
lipofili (acetil – celuloze, săpunuri de
aluminiu, etc.). Emulgatorii solizi aderă pe
suprafaţa picăturii de ulei emulsionat Fig. 4.10
micşorând suprafaţa activă de udare (fig.
4.10).
Laptele este o emulsie liofobă de grăsimi şi liofilă de albumină şi cazeină. cazeina
este stabilizată (emulsionată) prin albuminele respective [SLM97].
• STABILIZAREA SOLILOR LIOFOBI ŞI A PSEUDOCOLOIZILOR
Stabilizarea solilor liofobi se poate desfăşura în trei moduri diferite în raport cu
natura stabilizatorului:
• stabilizare prin încărcare electrică cu ioni sau dipoli;
• stabilizare prin legare de macromolecule sau alte particule coloidale;
• stabilizare cu agenţi tensoactivi sau coloizi de asociaţie.
Cei mai eficienţi stabilizatori pentru pseudocoloizi sau sisteme disperse eterogene
sunt agenţii de suprafaţă. Agenţii de suprafaţă sunt coloizi de asociaţie capilar activi.
Stabilizarea nu poate fi confundată cu solubilizarea, deşi ambele fenomene, pot participa la
procesul de spălare (detergenţi). În cazul solubilizării, substanţa spălată cu agenţi de suprafaţă
se liofilizează iar celei solubilizate i se micşorează liofilia. Agenţii de suprafaţă micşorează
liofilia substanţei solubilizate stabilizând-o pentru a împiedica redepunerea ei sub formă de
conglomerat agregat. Stabilizarea trebuie efectuată de asemenea împotriva coagulării
(îmbătrânirii) şi a dizolvării.
Stabilitatea particulelor coloide liofobe a fost explicată prin compoziţia şi reacţiile
chimice din stratul superficial al particulei, prin existenţa unui strat dublu electric la suprafaţa
particulei sau prin existenţa unui strat difuz care posedă aceleaşi sarcini electrice care
determină respingerea lor şi deci împiedică coagularea. Moleculele agenţilor superficiali
activi formează un strat macromolecular, insensibil la acţiunea electroliţilor. Cei mai activi
agenţi de suprafaţă sunt cei macromoleculari care conferă cea mai mare densitate electrică
stratului superficial. Stratul contraionilor (stratul difuz) legaţi de grupele polare sau de
moleculele mediului înconjurător adsorbit pe suprafaţa micelelor stabilizate, măreşte de
asemenea stabilitatea acestora. În general particulele solubilizate, au structura micelelor
coloizilor de adsorbţie, pe când cele stabilizate cum sunt particulele unor emulsii, au structura
şi dimensiunea micelelor liofobe fiind de obicei mult mai mari decât particulele coloidale
propriu-zise. Stabilizatorii unor spume de exemplu, sunt substanţe tensoactive (alcooli, acizi
organici, săpunuri de acizi organici).
25

26. • Concluzii
• Fluidele de aşchiere au fost concepute pentru a îmbunătăţii la început
caracteristicile termice şi caracteristicile tribologice. Dar pentru că aceste
abilităţi ale fluidelor de prelucrare se manifestă prin excluderea reciprocă pentru
un anume tip de fluid de cercetare, o perioadă lungă de timp desfăşurarea
proceselor de aşchiere a fost condiţionată de acest handicap.
• Prin dezvoltarea aditivilor în momentul actual fluidele de prelucrare asigură
funcţii complexe având posibilitatea autoconservării în timpul desfăşurării
operaţiei deservite.
• Structura şi compoziţia chimică, comportamentul reologic în condiţii
hidrodinamice asigură funcţionarea optimă a fluidelor la prelucrare în raport cu
condiţiile de aşchiere.
26