Lubrifiants et fluides pour le travail des métaux

Les lubrifiants et fluides fonctionnels sont utilisés, entre autres, dans les systèmes hydrauliques et de freinage, les turbines, les compresseurs, les moteurs, les systèmes de réfrigération, les transmissions et les guides. Ils sont employés dans l’industrie métallurgique, l’industrie automobile, l’exploitation minière et l’aéronautique, où les équipements fonctionnent dans des conditions très diverses et exigeantes.

Propriétés fondamentales des lubrifiants industriels

L’objectif principal des huiles lubrifiantes industrielles est de réduire la friction et de prévenir l’usure des composants. Cela a un impact direct sur la réduction de l’énergie nécessaire au fonctionnement du mécanisme et garantit un fonctionnement plus long et plus efficace. En pratique, les lubrifiants industriels modernes doivent également remplir un certain nombre de fonctions supplémentaires, telles que :

1. refroidissement – ​​dissipation de la chaleur générée par exemple par frottement,
2. fonction anticorrosion – prévention de la présence de cellules de corrosion localisées,
3. étanchéité – par exemple dans le cas des segments de piston,
4. nettoyage – éliminer les contaminants de la surface et prévenir leur apparition.

Les propriétés physiques et chimiques fondamentales des huiles lubrifiantes sont les suivantes :

1. Viscosité et indice de viscosité : une viscosité trop faible ou trop élevée ne garantit pas une lubrification suffisante et entraîne une usure prématurée des pièces mécaniques. L’indice de viscosité indique la variation de la viscosité des huiles en fonction de la température. Plus la valeur de ce paramètre est élevée, meilleures sont les propriétés lubrifiantes du produit.
2. Les agents moussants doivent avoir une faible capacité moussante et pouvoir s’évacuer rapidement. De bonnes propriétés anti-mousse garantissent le bon fonctionnement des systèmes hydrauliques et préviennent les dommages dus à la cavitation.
3. Résistance à l’oxydation et stabilité thermique – ces paramètres indiquent la durée de vie de l’huile, aussi bien en conditions de travail qu’en conditions de stockage.
4. Aucune toxicité.

Types de lubrifiants

Les lubrifiants se présentent sous différentes formes. On les divise généralement en trois groupes principaux : solides, liquides et semi-solides.

lubrifiants solides

Ce sont des matériaux qui, bien que solides, ont la capacité de réduire le frottement entre deux surfaces en mouvement. Ils offrent des propriétés lubrifiantes adéquates à des températures supérieures à celles des lubrifiants liquides. Ils sont utiles dans des conditions où les additifs conventionnels sont inefficaces, par exemple à très haute température et sous des charges extrêmes (comme lors du formage des métaux, où une forte déformation permanente est requise). Les lubrifiants solides les plus couramment utilisés sont le graphite, le disulfure de molybdène, le nitrure de bore et le polytétrafluoroéthylène (PTFE), communément appelé Téflon.

Lubrifiants semi-solides

Ces lubrifiants sont fabriqués à partir d’huiles (notamment minérales) et de divers additifs, comme des agents épaississants. Ils contiennent parfois également des lubrifiants solides, tels que le PTFE, le _MoS₂ ou le graphite. Ils peuvent avoir une fonction protectrice, préservant les surfaces contre la corrosion et les dommages. Disponibles en différentes consistances, ils sont principalement utilisés comme lubrifiants pour engrenages, roulements, chaînes et de nombreux autres mécanismes.

lubrifiants liquides

Ce groupe de lubrifiants comprend des produits à base d’huiles animales et végétales, ainsi que d’huiles minérales et synthétiques. Les deux premiers types sont aujourd’hui délaissés en raison de leur prix élevé et de leurs propriétés lubrifiantes relativement faibles. En revanche, les huiles minérales et synthétiques trouvent de nombreuses applications industrielles.

Les huiles minérales sont des mélanges d’hydrocarbures supérieurs, principalement issus du raffinage du pétrole brut. Elles sont utilisées comme fluides caloporteurs ou thermiques non conducteurs dans les composants électriques, notamment les transformateurs et les appareillages de commutation haute tension. Grâce à leur incompressibilité, les huiles minérales sont également employées comme fioul domestique et fluide hydraulique.

Le second groupe est celui des huiles synthétiques, composées de longues chaînes polymères et de divers additifs modifiant leurs propriétés. Elles se caractérisent par des propriétés lubrifiantes nettement supérieures à celles des huiles minérales. Elles présentent également une viscosité plus élevée à basses et hautes températures de fonctionnement. De plus, elles résistent à l’oxydation, à la décomposition thermique et à la formation de dépôts de carbone, notamment dans les moteurs. Malheureusement, elles sont nettement plus chères que les huiles minérales.

Les polyalkylène glycols (PAG) sont un excellent exemple d’huiles lubrifiantes synthétiques liquides. Un avantage important des PAG réside dans leur faible tendance à former des dépôts et des sédiments (comparativement aux huiles minérales), ce qui prolonge la durée de vie des pièces lubrifiées des machines et des appareils et facilite leur maintenance. Fabriqués par le groupe PCC, les produits Rokolub , appartenant à la gamme des PAG , peuvent être utilisés comme composants pour la production de fluides de travail des métaux et de fluides de process pour les métaux dans diverses industries. Ils sont également utilisés comme produits finis, tels que les huiles hydrauliques, les huiles lubrifiantes pour compresseurs de gaz et les compresseurs frigorifiques.

L’offre du groupe PCC est dédiée aux lubrifiants synthétiques industriels et aux fluides fonctionnels.

Afin de répondre aux attentes de ses clients, le groupe PCC propose des huiles de base et des fluides fonctionnels spécialisés, adaptés à différents secteurs industriels. Sa gamme de produits lubrifiants et de fluides fonctionnels comprend des huiles de base synthétiques et des additifs qui améliorent leurs propriétés d’utilisation.

Huiles de base pour lubrifiants synthétiques

Les produits de la gamme Rokolub, fabriqués par le groupe PCC, sont utilisés notamment comme huiles de base pour compresseurs, huiles pour engrenages industriels, fluides hydrauliques ou huiles destinées à l’industrie textile. Ils servent également d’antiadhésifs, de fluides caloporteurs et entrent dans la composition de formulations pour le travail des métaux.

La gamme de produits Rokolub comprend :

• polyalkylène glycols (PAG) solubles dans l’eau (séries Rokolub 50-B et 60-D ),
• polyalkylène glycols (PAG) insolubles dans l’eau (séries Rokolub PB et PO-D ),
• Esters de phosphate ( séries Rokolub FR I et Rokolub FR T ). La série Rokolub FR est principalement destinée aux huiles de base pour les fluides hydrauliques ininflammables de type HFDR.

Additifs AW/EP pour la formulation d’huiles lubrifiantes et de fluides de travail des métaux

Il s’agit notamment des séries Rokolub AD et Chemfac PB , c’est-à-dire des additifs AW/EP (anti-usure et extrême pression) destinés aux huiles minérales et synthétiques. Leur rôle principal est d’améliorer les propriétés lubrifiantes de l’huile de base.

Additifs pour la formulation de lubrifiants de coupe

Le groupe PCC propose également une vaste gamme de tensioactifs utilisables dans les compositions de fluides de travail des métaux et les lubrifiants. La gamme la plus complète et la plus importante est celle des alcoxylates d’alcool non ioniques – la série ROKAnol .

En fonction des caractéristiques de la matière première utilisée et du degré d’alcoxylation, on obtient des produits aux propriétés d’application différentes. C’est pourquoi les séries ROKAnol GA, NL et DB présentent de meilleures propriétés dégraissantes que les séries ROKAnol K et O , qui sont quant à elles de meilleurs émulsifiants pour les huiles de base. Pour les formulations exigeant un faible pouvoir moussant, il est recommandé d’utiliser des tensioactifs spécifiques à faible pouvoir moussant, tels que la série ROKAnol LP.

• Agents mouillants

Les gammes ROKAnol ID et ROKAnol IT sont d’excellents agents mouillants. Leurs propriétés sont particulièrement importantes dans les détergents et les produits destinés au nettoyage industriel et institutionnel. Ces produits se caractérisent par une forte capacité à éliminer la saleté de diverses surfaces, aussi bien textiles que dures. Certains d’entre eux, comme le ROKAnol IT8 , sont d’excellents émulsifiants pour l’huile de silicone, avec laquelle ils forment des microémulsions. Ces compositions sont notamment utilisées comme adoucissants.

• Émulsifiants

Les acides gras oxytétylés (série ROKAcet ) sont fréquemment utilisés dans de nombreuses applications industrielles grâce à leurs excellentes propriétés émulsifiantes et leur faible pouvoir moussant. Comparés à d’autres tensioactifs non ioniques, ceux de ce groupe présentent de faibles propriétés mouillantes. Dans le secteur des lubrifiants industriels, les produits ROKAcet les plus couramment utilisés sont le ROKAcet RZ17 et le ROKAcet O7 . Leurs propriétés d’application dépendent de la longueur de la chaîne polyoxyéthylénée et de la structure de la chaîne hydrocarbonée de l’acide de départ. La présence de divers substituants dans la chaîne hydrocarbonée confère à cette dernière une hydrophilie ou une hydrophobie adaptée, selon la polarité du groupe.

Des émulsifiants efficaces et polyvalents sont également des dérivés du sorbitan et des acides gras, commercialisés sous le nom de ROKwin et leurs dérivés éthoxylés, tels que ROKwinol . Le ROKwin 80 est principalement utilisé comme émulsifiant eau-dans-huile (E/H), mais peut aussi servir de co-émulsifiant huile-dans-eau (H/E) en association avec des produits ROKwinol , comme le ROKwinol 80. En tant qu’émulsifiant, il entre dans la composition d’explosifs en émulsion utilisés dans l’industrie minière. Les propriétés émulsifiantes du ROKwin sont mises à profit dans les fluides de travail des métaux et les formulations anhydres.

Le secteur des lubrifiants industriels utilise également des amines grasses éthoxylées ( gamme ROKAmin SR ). Ces produits se caractérisent par d’excellentes propriétés émulsifiantes. Ils possèdent également des propriétés anticorrosives, notamment vis-à-vis des métaux ferreux, grâce à leur capacité à former un film protecteur à la surface du métal. Dans l’industrie des lubrifiants, ces produits entrent dans la composition de lubrifiants de coupe et de fluides hydrauliques ignifuges. Les produits ROKAmin SR possèdent également des propriétés détergentes, ce qui permet leur utilisation comme composants de produits de nettoyage pour surfaces dures, de dégraissants industriels et de produits de nettoyage pour métaux.

• Additifs à faible pouvoir moussant et anti-mousse

Les tensioactifs non ioniques à base de copolymères séquencés d’oxyde d’éthylène et d’oxyde de propylène (série ROKAmer ) sont des polymères de haut poids moléculaire dotés d’une structure bifonctionnelle spécifique qui détermine leurs propriétés. La série ROKAmer se caractérise par des propriétés antimousse et anti-mousse, qui constituent sa principale caractéristique. L’industrie des lubrifiants utilise notamment le ROKAmer 2950, ​​un fluide de refroidissement en phase aqueuse.

Où sont utilisés les lubrifiants et les fluides fonctionnels et pourquoi est-il intéressant de les utiliser ?

Les lubrifiants et fluides fonctionnels sont utilisés, entre autres, dans les systèmes hydrauliques et de freinage, les turbines, les compresseurs, les moteurs, les systèmes de réfrigération, les transmissions et les guides. Ils sont employés dans l’industrie métallurgique, l’industrie automobile, l’exploitation minière et l’aéronautique, où les équipements fonctionnent dans des conditions très diverses et exigeantes.

Un large éventail d’additifs fonctionnels permet de développer des compositions aux propriétés adaptées à chaque application. Grâce à cela, il est possible de protéger efficacement les dispositifs et leurs composants contre la corrosion, l’usure et la formation de sédiments et de dépôts de carbone. C’est pourquoi l’utilisation de lubrifiants et de fluides de fonctionnement, correctement sélectionnés en fonction du type d’équipement et des conditions d’exploitation, garantit leur fonctionnement durable, efficace et sans incident. Cela se traduit directement par une réduction des coûts liés aux réparations et aux temps d’arrêt, tout en assurant la continuité de nombreux processus industriels.