Brevet FR2510602A1 — publié le 19830204

La présente invention a pour objet des agents lubrifiants concernant les opérations d'usinage des métaux, ainsi que la protection des pièces mécaniques usinées et des machines-outils de fabrication. Les différentes opérations d'usinage nécessitent l'emploi de multiples lubrifiants,suivant la nature des métaux, le type de machine utilisée, la vitesse de rotation ou d'avance. Parmi les lubrifiants connus disponibles sur le marché, les plus courants sont des huiles minérales solubles. Ces lubrifiants solubles présentent de graves inconvénients. Ils s'oxydent rapidement et présentent un milieu très favorable à la prolifération bactérienne. Il en résulte pour les utilisateurs la nécessité de vider et nettoyer régulièrement les bacs contenant ces lubrifiants pour palier les odeurs repoussantes et l'engorgement des pompes. En ce qui concerne les acier spéciaux et les alliages durs, notamment, on a recours à des lubrifiants de coupe ou de taraudage constitués par des huiles minérales comprenant des additifs souvent toxiques tels que plomb ou dérivés chlorés. A l'échauffement, ces lubrifiants dégagent des gaz qui peuvent être dangereux. De plus, ces lubrifiants sont onéreux. Les principaux inconvénients de ces lubrifiants sont cependant les dégradations causées aux machines elles-mêmes : corrosion et attaque des peintures. L'objet de la présente invention est l'utilisation d'un lubrifiant de base constitué par un polybutène de faible viscosité auquel on ajoute un tensio-actif. Pour les travaux classiques de tournage ou fraisage la viscosité du polybutène particulièrement appropriée est de 120 à 150 centipoises à oo centigrade, la proportion de tensio-actif de 3 % en volume. Le travail des aciers spéciaux et inoxydables requiert une viscosité de polybutène comprise entre 180 et 200 centipoises à OO centigrade, la proportion de tensio-actif étant de 5 % en volume. Pour les opérations de filetage et taraudage d'aciers ou alliages durs, la viscosité particulièrement appropriée du polybutène est comprise entre 200 et 240 centipoises à OO centigrade, la proportion du tensio-actif étant de 7% en volume. Le polybutène associé à un tensio-actif, objet de ladite invention, permet d'obtenir des lubrifiants stables, à très haut pouvoir refroidissant. Le polybutène est inodore, sans danger pour la peau et les yeux. Il n'entraîne aucune corrosion ou effet de gommage, il est sans effet sur les peintures. Le polybutène supporte l'échauffement jusqu'à 3500 centigrades. A cette température, il se polymérise sans entraîner de dégazage toxique. L'homme de l'art pourra déterminer, par des essais de routine, suivant chaque type de machine ou de métal à usiner, le pourcentage de tensio-actif et la viscosité de polybutène particulièrement adaptés. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, le polybutène utilisé est commercialisé sous la dénomination "NAPVIS" ; il comporte 90 à 92% d'isobutènes en volume et 8 à 10 % de butène 1 ; le tensio-actif est un ester phosphorique partiel d'alcool aliphatique ethoxylé. Toutefois d'autres tensio-actifs tels que éther polyglycolique d'alcool gras ou tout autre tensioactif anionique ou non ionique compatible avec le polybutène peuvent être utilisés. Les exemples suivants sont destinés à illustrer l'inventionssans aucunement en limiter la portée : EXEMPLE 1 Mélange utilisé : polybutène 95 %, ester phosphorique 5 %, viscosité 100 centipoises environ. Opération : taraudage en trous borgnes sur aluminium AG5. Diamètre des trous 10 millimètres. Outil : taraud à refouler (taraud spécial sans goujure ni copeaux). Machine :Constant Vitesse : 450 tours/minute. Nombre de pièces taraudées : 150 Le taraud est pulvérisé à l'aide d'un pistolet manuel. Son échauffement est controlé après chaque pièce. La couche de lubrifiant adhère bien au taraud. Après la quatrième pièce l'extrémité du taraud commence à chauffer. La pulvérisation est reprise et l'opération est menée à bien avec une faible pulvérisation toutes les quatres pièces. La consommation de lubrifiant a été de 2 centilitres pour tarauder les 150 pièces. L'aspect de l'outil n'a pas varié après cette série de taraudage. EXEMPLE 2 Mélange utilisé : polybutène 97 %, ester phosphorique 3 %, viscosité 150 centipoises environ. Opération : perçage sur acier étiré à 40 KG, épaisseur 10 millimètres. Diamètre du forêt : 8 millimètres. Outil : Forêt acier à 5 % de cobalt (outil réaffuté). Machine : Constant Vitesse :680 tours/minute. Nombre de pièces : 800 Le forêt est pulvérisé environ tous les dix perçages. La consommation est d'environ 3 décilitres de lubrifiant. Le forêt ne chauffe pas. La série de 800 pièces a été faite sans qu'il soit nécessaire de réaffuter l'outil. La pression à exercer à la 800ème.piéce était identique à la première. EXEMPLE 3 Mélange utilisé : polybutène 97 %, ester phosphorique 3 %; viscosité 150 centipoises environ. Opération : perçage et taraudage sur acier à 90 KG, épaisseur 30 millimètres, diamètre 8 millimètres. Machine : SYDERIC Vitesse : 465 tours/minute Nombre de pièces : 5 Cet essai faisait l'objet d'un test comparatif avec un produit connu, commercialisé comme huile de taraudage et filetage sous la dénomination TARFIL. Résultats : premier perçage, le forêt enduit de polybutène est tiède après avoir traversé les 30 millimètres d'acier dur. Il est essuyé et soufflé à l'air comprimé. On l'enduit de produit TARFIL pour le second perçage. A l'issue de l'opération le forêt est très chaud, il est impossible d'en toucher l'extrémité. Taraudage : il est effectué manuellement, passe directe sans retour arrière. Dans les deux cas le taraud est net et l'effort manuel est comparable. Toutefois l'adhérence des copeaux est beaucoup plus importante avec le produit TARFIL. Il ressort de cet essai qu'une viscosité plus adaptée à ce travail sera d'environ 200 centipoises. EXEMPLE 4 Il s'agit d'un travail très délicat avec tolérance au 1/100me de millimètre. L'outil est une lame d'acier rapide à un angle de coupe en demi-lune suivant croquis ci-dessous. Le métal est de l'acier inoxydable NS 22 S. Opération : alésage d'un trou borgne conique suivant croquis page suivante. Machine : perçeuse SYDERIC Vitesse : 110 tours/minute. Essai comparatif avec TARFIL. Résultats : avec TARFIL on doit réaffuter l'outil après 1 pièce. Avec le lubrifiant polybutène/ester phosphorique on reaffute après 2 pièces. Il y a moins d'adhérence des copeaux. L'état de surface est bon avec le lubrifiant polybutène/ester phosphorique. De nombreuses rayures apparaissent sur les pièces lubrifiées avec TARFIL. EXEMPLE 5 Mélange utilisé : polybutène 95 %, ester phosphorique 5 %, viscosité 200 centipoises à 0 centigrade environ. Opération : décolletage d'un cylindre d'acier à 140 KG (2 millimètres au diamètre). Machine : tour Hernault Batignolles Outil :acier rapide Vitesse : avec huile soluble : 150 tours/minute, avec polybutène/ester phosphorique : 300 tours/minute. Bon refroidissement. Le tourneur veut pousser l'essai à l'extrême et augmente la vitesse à 600 tours/minute, le copeau bleuit. Malgré une pulvérisation régulière avec le mélange polybutène/ester phosphorique au bout de quelques secondes l'outil rougit. Il est à noter que la quantité de lubrifiant pulvérisé est nettement inférieure à celle de l'huile soluble pompée en permanence par la machine. EXEMPLE 6 Mélange utilisé : polybutène 95 %, ester phosphorique 5 %, viscosité 200 centipoises à 00 centigrade. Opération :décolletage sur barreau acier inoxydable Z 2 CN 18-10. Diamètre 18 millimètres. Outil : pastille carbure sans coupe. Machine : tour CAZENEUVE HB 725. Réglages : avance 260 millimètres/minute, soit 0,26 millimètre par tour. Rotation 1000 tours/minute. Profondeur passe 3 millimètres. Pulvérisation régulière de l'outil et de la pièce. Résultats i passe d'ébauche satisfaisante. Bonne tenue de l'outil. (Expérience menée sur 250 millimètres de longueur). Copeau légèrement jauni. La couleur du barreau inoxydable n'a pas varié. Le copeau est souple et non cassant. L'homme de l'art déduira des exemples présentés dans la description de l'invention que la gamme de lubrifiants résultant de l'association polybutène de faible viscosité tensio-actif couvre toutes les opérations d'usinage et peut être utilisée par l'ensemble des industries mécaniques avec une amélioration sensible des conditions de travail et une rentabilité intéressante. La résistance exceptionnelle à l'échauffement des lubrifiants objets de la présente invention permettent des avances plus rapides, des passes d'ébauche plus profondes et une moindre usure des outils de coupe. REVENDICATIONS 1. Lubrifiant synthétique d'usinage caractérisé en ce qu'il comprend une base de polybutène de faible viscosité. 2. Lubrifiant synthétique d'usinage caractérisé en ce qu'il comprend un agent tensio-actif. 3. Selon revendications 1 et 2, lubrifiant synthétique d'usinage caracté risé en ce que la proportion de tensio-actif est de 3 à 7 % en volume. 4. Selon revendication 1, 2 ou 3 lubrifiant synthétique d'usinage carac térisé en ce que l'indice de viscosité du polybutène approprié pour les travaux courants sur tours et fraiseuses est de 150 centipoises environ à Oo centigrade, la proportion de tensio-actif étant de 3 % en volume-. 5. Selon revendication 1, 2 ou 3, lubrifiant synthétique d'usinage carac térisé en ce que l'indice de viscosité du polybutène approprié pour les travaux de mécaniques sur aciers durs et aciers inoxydables est de 200 centipoises environ à 0 centigrade, la proportion de tensio-actif étant de 5 % en volume. 6. Selon revendication 1, 2 ou 3, lubrifiant synthétique d'usinage carac térisé en ce que l'indice de viscosité du polybutène approprié aux travaux de mécanique sur aluminium et alliages légers est de 150 cen tipoises environ à 0 centigrade, la proportion de tensio-actif étant de 5 à 7 % en volume. 7. Selon revendication 1, 2 ou 3, lubrifiant synthétique d'usinage carac térisé en ce que l'indice de viscosité du polybutène approprié aux opé rations de filetage et taraudage sur aciers durs et inoxydables est de 200 centipoises environ à 0 centigrade, la proportion de tensio-actif étant de 7 % en volume. 8. Selon revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7, prises dans leur ensemble ou l'une quelconque d'entre elles, lubrifiant synthétique d'usinage carac térisé en ce que le tensio-actif le plus approprié aux diverses opéra tions est l'ester phosphorique tel qu'indiqué dans la description de l'invention. 9. Lubrifiant synthétique d'usinage selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 8 caractérisé en ce que tout tensio-actif anionique ou non ionique autre que l'ester phosphorique, compatible avec le polybutène, peut être utilisé.