Fluides de coupe - Rôle en usinage et classification

Des études réalisées vers 1883 sur l’organisation du travail et la coupe des métaux font, les premières, état de l’utilisation de l’eau de savon pour l’arrosage des pièces en cours d’usinage. Les vitesses de coupe augmentaient, de ce fait, de 30 à 40 % et l’on pouvait espacer l’affûtage des outils.

L’eau de savon posait alors les bases de l’utilisation des fluides de coupe en usinage, cela en remplissant les fonctions essentielles d’une assistance efficace du processus d’enlèvement de matière, à savoir :

• refroidir la zone de coupe grâce à la capacité thermique massique élevée de l’eau ;

• lubrifier l’interface outil/matière en diminuant le coefficient de frottement grâce à la teneur en corps gras du savon ;

• rincer l’environnement de coupe grâce à la densité du fluide qui transporte la matière usinée (copeaux et matière usinée) hors de la zone de coupe et de la surface usinée.

En outre, l’eau de savon était plus « mouillante » que l’eau pure. Pour autant, elle ne permettait pas d’éviter la corrosion et tachait les pièces et les machines. L’eau de savon fut remplacée par des huiles végétales ou animales, puis par des émulsions d’huiles minérales et, enfin, par des mélanges d’huiles minérales et de matières grasses dans lesquels sont ajoutés des additifs pour leur conférer des propriétés supplémentaires. La technique de distribution des huiles de coupe se modifia. Un bac central dans chaque atelier permit de distribuer le liquide aux diverses machines. Les liquides d’arrosage furent désignés sous le nom d’huiles de coupe car, solubles ou non, ces liquides comportaient toujours des huiles et, le plus souvent, un pourcentage important d’huiles minérales.

Un nouveau pas fut franchi quand il fut possible de trouver sur le marché des fluides de coupe qui ne contenaient plus d’huile d’aucune sorte. C’est pourquoi il est plus pertinent d’employer le terme « fluide de coupe » car il fait la synthèse de l’importante diversité technique de tous les liquides de coupe présents sur le marché. La norme NF ISO 6743-7 établit une classification des fluides de coupe selon la famille des « fluides aqueux » et la famille des « huiles entières ».

Le marché mondial des lubrifiants industriels, dans lequel il est possible de retrouver les fluides de coupe, connait une croissance soutenue, portée par une demande croissante dans les secteurs de la fabrication, de l’énergie, des transports et de la construction. En 2024, la consommation mondiale de lubrifiants industriels est estimée à 22,07 milliards de litres : elle devrait atteindre 26,06 milliards...