Óleos vegetais como fluidos de têmpera: curvas de resfriamento, remolhamento e...

Os óleos vegetais têm sido utilizados como base de formulações para fluidos de têmpera, pois são biodegradáveis e provenientes de fontes renováveis. Entretanto, existem poucas referências quanto à equivalência do desempenho destes óleos no tratamento térmico de têmpera, em comparação aos fluidos derivados do petróleo. Para um melhor entendimento do comportamento dos diversos óleos vegetais empregados como fluidos de resfriamento, no presente trabalho foram obtidas as curvas de resfriamento, bem como, foram determinadas as propriedades de remolhamento de alguns óleos vegetais que apresentam interesse comercial. As propriedades estudados foram canola, coco, milho, algodão, dendê, amendoim, soja e girassol. As curvas de resfriamento foram obtidas utilizando a sonda cilíndrica de Inconel 600 do tipo Tensi de múltiplos termopares em sua superfície com diâmetro de 15 mm e comprimento de 45 mm. Para efeito de comparação, o mesmo estudo foi realizado em amostras de fluidos de resfriamento disponíveis no mercado. Foram eles: Houghto-Quench H100, um óleo de têmpera convencional (lento), e o HoughtoQuench HKM, um óleo de têmpera acelerado (rápido). Neste trabalho, concluiu-se que os óleos vegetais apresentam maior viscosidade que os óleos minerais e os mesmos apresentam alto índice VI. Os óleos vegetais apresentaram evidências mínimas da camada de vapor. O óleo mineral rápido (HKM) exibiu um Qmax significativamente maior do que qualquer outro óleo (vegetal ou do óleo convencional -H100). O óleo de canola apresentou o menor Qmax, e o óleo de amendoim e o óleo convencional (H100) apresentaram valores comparáveis de Qmax. Os demais óleos vegetais exibiram valores de Qmax intermediários aos óleos minerais. A respeito da habilidade potencial de resfriamento dos óleos vegetais para promover um controle de distorção e minimização de trincas, os dados das curvas de resfriamentos sugerem que os óleos de coco, algodão e amendoim forneceriam os melhores resultados, embora todos os óleos vegetais avaliados forneçam resultados superiores ao óleo rápido mineral (HKM).

Palavras-chave em Inglês

Quenchant
Vegetable oils
Cooling curves
Rewetting
Heat flux.

Resumo em Inglês

Vegetable oils are currently used for biodegradable and renewable base stocks forquenchant formulation. However, there are relatively few references relating to their true equivalency, or lack thereof, comparative to the quenching performance of petroleum oil-based quenchant formulations. To obtain an overview of the variability vegetable oil quenching performance, the cooling curves and rewetting properties were determined, and the surface heat flux properties were calculated. The vegetable oils that were studied included canola, coconut, corn, cottonseed, palm, peanut, soybean, and sunflower oils. Cooling curves were obtained using the Tensi multiple-surface thermocouple 15 mm diameter by 45 mm cylindrical Inconel 600 probe. For comparison, similar data was obtained with Houghto-Quench H100, a conventional (slow) petroleum quenchant oil, and Houghto-Quench HKM, an accelerated (fast) petroleum oil quenchant. In this work, it was concluded that vegetable oils have higher viscosity than petroleum oils and they have a high VI index. Vegetable oils showed minimal evidence of the film boiling. The maximum heat flux (Qmax) values were determined for the vegetable oils and petroleum oil quenchants studied. The data obtained in this study showed that the fast petroleum oil exhibited a significantly greater Qmax than any of the other oils, vegetable oils or the conventional petroleum oil. Canola oil showed the lowest Qmax, and peanut oil and conventional petroleum oil exhibited equivalent Qmax values. The other vegetable oils exhibited Qmax values intermediate between the fast and conventional petroleum quenchants. With respect to the ability of vegetable oil quenchants to provide distortion control potential and cracking minimization, the cooling curve data obtained suggest that coconut, cottonseed, and peanut oils would provide the best results, although all vegetable oils evaluated would provide results superior to the fast petroleum quenching oil.

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Data de Publicação

2020-04-01

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