FR2941707A1 - Procede de lubrification pour operations d'usinage ou d'assemblage des metaux. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne l'utilisation d'huile de jojoba comme additif extrême pression. L'invention concerne encore un procédé de lubrification pour opérations d'usinage ou d'assemblage des métaux. Il se caractérise en ce qu'on utilise un lubrifiant contenant de l'huile de jojoba comme lubrifiant extrême pression. L'invention concerne encore un lubrifiant pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Il se caractérise en ce qu'il contient au moins 20% d'huile de jojoba.

Description

L'invention concerne une utilisation d'huile de jojoba. L'invention concerne un procédé de lubrification pour opération d'usinage ou d'assemblage des métaux. L'invention concerne encore un lubrifiant pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. L'invention concerne les domaines de l'usinage et de l'assemblage des métaux, en particulier par déformation ou sertissage. Dans des applications telles que la déformation, il est indispensable d'utiliser des lubrifiants extrême pression. La classification d'extrême pression concerne des lubrifiants destinés à assurer un film lors de contacts linéaires ou ponctuels, avec une pression moyenne que l'on estime comprise entre 100 et 3500 MPa, voire davantage. Ils comportent des additifs dits extrême pression, tels que le bisulfure de molybdène, qui empêchent les surfaces de frottement de se souder ensemble, à des pressions locales très hautes ou/et à des températures très hautes. Ces lubrifiants extrême pression sont classés, selon les normes de l'American Petroleum Institute, dans les catégories API GL 4, pour les lubrifiants classés comme moyennement extrême pression, relevant encore des normes MIL L 2105 ou 2105 B, et API GL 5, pour les lubrifiants classés comment fortement extrême pression, relevant encore des normes MIL L 2105 B et 2105 D. Selon les normes SAE, de tels lubrifiants relèvent des catégories SAE 75W, SAE 80W, SAE 85W, SAE 90W, ou encore des indices supérieurs à 90, qui sont rares, pour les cas les plus sévères. Les outils de déformation, tels que poinçons, bouterolles ou similaires, sont d'un coût élevé, et leur mise en œuvre correcte doit répondre au respect de paramètres précis. La difficulté est de trouver un lubrifiant extrême pression garantissant le bon fonctionnement de l'outil, et permettant de maintenir un aspect optimal de la pièce une fois usinée ou assemblée. En effet, tout grippage des surfaces de frottement se traduit immanquablement par une détérioration de l'état de surface, voire par la destruction de l'outil ou/et de la pièce transformée. La problématique est similaire pour l'assemblage, notamment par sertissage, la pièce assemblée devant être prête à l'emploi. L'usinage par déformation des alliages d'aluminium, ou encore des alliages cuivreux, est particulier, et nécessite de longues expérimentations pour la mise au point d'un lubrifiant adéquat, répondant aux contraintes de reproductibilité de mise en oeuvre du procédé, de performances maximales du ou des outils, de préservation de ces outils en termes d'usure, et de géométrie, de caractéristiques physiques, et d'aspect, du produit qui résulte de la mise en oeuvre du procédé. Suite à une longue campagne d'essais d'usinage par déformation d'alliages légers, avec des huiles industrielles disponibles sur le marché, sans résultat particulièrement favorable ni sur le plan technologique ni sur le plan économique, il a été de surcroît constaté que l'utilisation de la plupart de ces huiles menait à des problèmes environnementaux non négligeables. Les contraintes de nettoyage de pièces s'opposent de plus en plus à l'emploi des lubrifiants traditionnels, car ce nettoyage nécessite des dégraissages en phase vapeur ou avec des composés organo-volatils. Or les industries et les pouvoirs publics essaient d'éliminer l'usage de tels composés organo-volatils. Le coût de retraitement des lubrifiants et des solvants s'ajoute au coût opératoire des opérations de nettoyage, ce qui impose de concevoir l'utilisation de lubrifiants à coût de retraitement faible, et autorisant un nettoyage nul ou extrêmement réduit des pièces usinées, assemblées, ou résultant de la mise en oeuvre de procédés utilisant des lubrifiants à extrême pression. L'invention se propose de pallier les inconvénients de l'état de la technique, par la mise au point de procédés et de produits nouveaux de lubrification en conditions d'extrême pression. A cet effet, l'invention concerne l'utilisation d'huile de jojoba comme additif extrême pression. L'invention concerne encore un procédé de lubrification pour opération d'usinage ou d'assemblage des métaux, caractérisé par le fait qu'on utilise un lubrifiant contenant de l'huile de jojoba comme lubrifiant extrême pression. Selon une caractéristique de l'invention, ladite opération d'usinage est une opération d'usinage par déformation.

Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite opération d'assemblage est une opération de sertissage. L'invention concerne encore un lubrifiant pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, caractérisé par le fait qu'il contient au moins 20% d'huile de jojoba.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention. L'invention concerne un procédé de lubrification. L'invention concerne les domaines de l'usinage et de l'assemblage des métaux, en particulier par déformation ou sertissage. L'invention a consisté à rechercher une alternative à la fois écologique et économique aux lubrifiants extrême pression de l'art antérieur, qui permette de garantir une parfaite qualité et reproductibilité des usinages ou assemblages, la suppression d'une opération de nettoyage sous solvants, un bas coût de lubrifiant, et l'absence de nuisance lors du stockage, de l'utilisation et du retraitement de ce dernier. Une campagne d'essais avec des huiles industrielles du commerce, notamment comportant des additifs dits extrême pression, n'a pas donné de résultat particulièrement favorable. L'utilisation de la plupart d'entre elles mène à des problèmes environnementaux importants. Aussi il a été imaginé de rechercher, dans d'autres domaines que les huiles industrielles pour applications mécaniques, d'usinage, de machines thermiques, ou similaires, une huile naturelle qui soit non polluante. Une campagne d'essais sur des huiles animales ou végétales a permis la sélection de l'huile de jojoba, qui peut, pour les applications concernées, être utilisée pure ou en mélange avec d'autres lubrifiants.

L'utilisation d'huile de jojoba comme lubrifiant extrême pression est nouvelle, cette huile étant plus traditionnellement utilisée dans l'industrie cosmétique. Les essais d'huile de jojoba pure, à 100%, ont donné, de façon surprenante et inattendue, d'excellents résultats pour l'usinage par déformation, ainsi que pour l'assemblage par déformation, d'aciers inoxydables, réputé difficiles. Des essais très satisfaisants ont également été réalisés avec des alliages de titane. La campagne d'essais a été poursuivie pour étudier le comportement de l'huile de jojoba pour d'autres applications traditionnellement difficiles du point de vue de la lubrification. Ces essais ont montré la bonne aptitude de l'huile de jojoba, pour lubrifier les outillages dans des opérations d'usinage ou d'assemblage tels que la découpe, l'estampage, l'emboutissage, le rétreint en filière, le fluotournage, l'usinage à l'outil par coupe des métaux, le taraudage, le taraudage en fluotournage, pour des matériaux aussi différents que des aciers inoxydables, des alliages de titane, des alliages d'aluminium, des alliages cuivreux et notamment des laitons, entre autres matériaux. Les essais d'huile de jojoba pure, à 100%, ont donné d'excellents résultats, pour la déformation d'alliages légers, d'alliages cuivreux, d'aciers inoxydables ou encore d'alliages de titane. L'huile de jojoba est un lubrifiant écologique et extrême pression, son recyclage ne pose pas de problème environnemental. L'huile de jojoba est miscible avec d'autres lubrifiants ou avec d'autres liquides. Pour l'ensemble de ces applications, de façon préférée, on choisit un lubrifiant comportant au moins 20% d'huile de jojoba. Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, on choisit un lubrifiant comportant au moins 98% d'huile de jojoba.

Dans le domaine des opérations d'assemblage, le sertissage de composants de forme tubulaire est difficile. C'est notamment le cas du sertissage d'au moins un tube, sur un autre composant tubulaire, comme une cartouche de catalyseur pour pot d'échappement, qui représente une opération particulièrement délicate. Cette opération est particulièrement difficile quand il s'agit de tubes en tôle d'acier inoxydable, notamment en nuances 1.4509, ou contenant du niobium. Dans une application particulière, on choisit au moins un des composants de ce sertissage dans une nuance 1.4509, ou dans une nuance contenant du niobium. Ces matériaux tendent à être de plus en plus utilisés en remplacement des nuances classiques 316 ou 318L, ou équivalents, tout comme les aciers inoxydables au nickel, notamment avec plus de 5% de nickel.

De façon préférée, un tel sertissage de composants de forme tubulaire est réalisé avec une filière de conformation. Pour permettre le formage d'aciers inoxydables ou d'aciers contenant du niobium, il a été nécessaire de mettre au point des filières en céramique, plus performantes que des filières en acier. De façon préférée, on utilise une telle filière en céramique. Cette filière est située à une extrémité, notamment en partie inférieure, d'un cône d'alimentation, dans l'axe duquel est maintenue la cartouche à sertir. Cette cartouche est entourée par une section de tube, de diamètre supérieur au sien, maintenue dans un guidage sensiblement cylindrique. Cette section de tube est poussée sous l'effet de moyens de poussée, par exemple à l'aide d'un piston, par l'intermédiaire d'une entretoise, ou, mieux, d'une autre section de tube identique.

Un lubrifiant, notamment une huile, est vaporisé sur au moins une des composants à sertir, notamment un tube, lors de son entrée dans la filière de conformation, ou/et encore est vaporisé sur cette filière. Dans une alternative, le tube ou/et la filière est enduit de ce lubrifiant. L'opération de rétreint par conformation dans la filière se fait à froid, en quelques secondes, sous l'effet des moyens de poussée. La difficulté est de trouver, comme lubrifiant, une huile extrême pression garantissant le bon fonctionnement de la filière, et permettant de maintenir un aspect optimal du tube une fois assemblé. Selon l'invention, le choix d'un lubrifiant comportant de l'huile de jojoba permet la mise en oeuvre dans les meilleures conditions de ce procédé de sertissage. La lubrification à l'huile de jojoba, la vaporisation d'huile de jojoba, ou d'une composition à haute teneur en huile de jojoba, préférentiellement plus de 95%, sur le tube lors de son entrée dans la filière de conformation, ou encore sur la filière, autorise la conduite de l'opération de rétreint par conformation dans la filière. L'huile de jojoba garantit le bon fonctionnement de la filière, et permet d'obtenir un aspect optimal du tube une fois assemblé. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Utilisation d'huile de jojoba comme additif extrême pression.
2. 2. Procédé de lubrification pour opération d'usinage ou d'assemblage des métaux, caractérisé par le fait qu'on utilise un lubrifiant contenant de l'huile de jojoba comme lubrifiant extrême pression.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite opération d'usinage est une opération d'usinage par déformation.
4. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite opération d'assemblage est une opération de sertissage.
5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on sertit ensemble des composants de forme tubulaire, et qu'on lubrifie une filière de conformation, ou au moins l'un des composants à sertir ensemble, par pulvérisation ou enduction avec un lubrifiant contenant de l'huile de jojoba comme lubrifiant extrême pression
6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'on utilise une filière en céramique.
7. 7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait qu'on choisit au moins un des composants dudit sertissage dans une nuance 1.4509, ou dans une nuance contenant du niobium.
8. 8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite opération d'usinage est une opération d'usinage par coupe des métaux.
9. 9. Procédé selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait qu'on choisit un lubrifiant qui comporte au moins 20% d'huile de jojoba.
10. 10. Procédé selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé par le fait qu'on choisit un lubrifiant qui comporte au moins 98% d'huile de jojoba.
11. 11. Lubrifiant pour la mise en oeuvre d'un procédé selon 7
12. 12. l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce qu'il contient au moins 20% d'huile de jojoba.5