Comparazione differenti tecnologie nella formulazione di fluidi lubrificanti per operazioni di stampaggio di materiali ferrosi e non ferrosi.

Abstract

L’elaborato descrive l’attività di tirocinio, svolta presso Q8Oils Italia, dedicata alla caratterizzazione di oli lubrificanti destinati a operazioni di stampaggio di materiali ferrosi e non ferrosi. L’obiettivo principale è stato valutare l’applicabilità di trenta formulazioni di oli interi, progettate combinando oli base diversi con specifici additivi antiusura, per estreme pressioni, antiossidanti, antischiuma, inibitori metallici e di corrosione. Le formulazioni sono state divise in 4 sottoclassi: oli “con cloro”, “senza cloro”, “a base estere” e “non additivati”, in cui la diversa composizione degli oli base e la presenza/assenza degli additivi influenzano le proprietà del prodotto. Le prove sperimentali, condotte secondo metodiche standardizzate ASTM, prevedevano la determinazione di colore, aspetto, odore, densità, viscosità cinematica a 40 °C e 100 °C, indice di viscosità, punto di infiammabilità, punto di scorrimento, numero di neutralizzazione, contenuto elementare, corrosione del rame e prove tribologiche con la “quattro sfere” per valutare il carico massimo di saldatura e usura. Gli oli con cloro-paraffine hanno mostrato un comportamento performante, per la decomposizione termica che libera cloro attivo che reagendo con il ferro formano cloruri protettivi, migliorando la resistenza alla saldatura sotto carichi elevati. Anche gli additivi solforati contribuiscono alla formazione di film protettivi di FeS e aumentando il carico massimo sostenibile. Gli oli non additivati hanno mostrato le prestazioni peggiori sotto carichi elevati, a causa dell’impossibilità di mantenere un film lubrificante stabile. Il lavoro svolto ha permesso di definire, per ogni classe di viscosità (50 cSt, 100 cSt e 150 cSt), quali formulazioni risultino più idonee alle applicazioni industriali previste. Al termine dell’attività è stato confermato il ruolo centrale degli additivi resistenti ad estreme pressioni nella prevenzione della saldatura e nella riduzione dell’usura.

The paper describes the internship carried out at Q8Oils Italia, dedicated to the characterisation of lubricating oils intended for ferrous and non-ferrous material moulding operations. The main objective was to evaluate the applicability of thirty whole oil formulations, designed by combining different base oils with specific anti-wear additives for extreme pressures, antioxidants, anti-foaming agents, metal inhibitors and corrosion inhibitors. The formulations were divided into four subclasses: “chlorinated”, “chlorine-free”, “ester-based” and “non-additive” oils, in which the different composition of the base oils and the presence/absence of additives influence the properties of the product. The experimental tests, conducted according to standardised ASTM methods, involved determining the colour, appearance, odour, density, kinematic viscosity at 40 °C and 100 °C, viscosity index, flash point, pour point, neutralisation number, elemental content, copper corrosion and tribological tests with the “four balls” to evaluate the maximum welding and wear load. Chlorinated paraffin oils performed well due to thermal decomposition, which releases active chlorine that reacts with iron to form protective chlorides, improving resistance to welding under high loads. Sulphur additives also contribute to the formation of protective FeS films and increase the maximum sustainable load. Oils without additives performed worst under high loads, due to their inability to maintain a stable lubricating film. The work carried out made it possible to define, for each viscosity class (50 cSt, 100 cSt and 150 cSt), which formulations are most suitable for the intended industrial applications. At the end of the study, the central role of extreme pressure additives in preventing welding and reducing wear was confirmed.