El proceso de extrusión: cinco zonas de lubricación distintas
Una prensa de extrusión horizontal de aluminio tiene cinco zonas con necesidades de lubricación completamente diferentes. Confundir el lubricante de una zona con otra puede resultar en defectos superficiales del perfil, fallo del dado o contaminación del aluminio extruido.
Dado (die)
Portamatriz (backer/bolster)
Contenedor (liner)
Separador lingote-dado
Sistema hidráulico
Grafito coloidal en el dado: la clave de la calidad superficial
El grafito funciona como lubricante a alta temperatura por su estructura laminar — las capas de grafeno se deslizan entre sí con una energía de adhesión muy baja. A 500°C y 150 bar de presión de contacto, ningún lubricante orgánico (aceite, grasa, éster) puede sobrevivir — el grafito es el único que mantiene su función lubrificante en esas condiciones.
Tipos de grafito y aplicación
Calidad del agua de dilución
La dilución con agua dura (dureza > 150 ppm CaCO₃) causa floculación del grafito — las partículas se agregan formando grumos que obstruyen las boquillas de spray y dejan marcas en el perfil. Usar siempre agua osmotizada o desmineralizada (< 30 ppm).
- Agua desmineralizada {'<'} 30 ppm dureza total
- pH de la dispersión: 8,0-9,5 (básico, no ácido — el Al es anfótero)
- Temperatura del agua: 15-35°C para buena dispersión
- Agitación mecánica antes de uso: el grafito precipita en reposo
- Filtrado de la dispersión: tamiz 100 µm para eliminar grumos antes del spray
- Vida de la mezcla preparada: máximo 8 horas — la bacteria degrada el dispersante
Grafito en perfiles de fachada y anodizado
Los perfiles que irán a proceso de anodizado (fachadas, marcos de ventana, perfilería arquitectónica) tienen tolerancia de acabado superficial Ra < 0,8 µm. El grafito grueso (amorfo, partículas > 10 µm) deja marcas que se amplifican durante el anodizado. Para estos perfiles: grafito micronizado < 3 µm y concentración reducida (5-7%) para minimizar la capa depositada. El exceso de grafito en el dado también causa defectos de laminación (pickup marks) visibles tras el anodizado.
Lubricante de portamatriz: aceite resistente a 250°C
El portamatriz (backer o bolster) sostiene el dado y transmite la carga axial al platen de la prensa. Entre el dado y el portamatriz hay un espacio de ajuste de pocas décimas de milímetro donde se aplica aceite de alta temperatura para facilitar el montaje y desmontaje del dado (die change) sin gripado.
Aceite mineral Grupo I VG 320-460
Aceite sintético PAO VG 320
Éster de alta temperatura
El contenedor NO se lubrica: por qué es un error crítico
El contenedor (liner) debe estar limpio y seco
La extrusión de aluminio requiere que el lingote fluya por fricción controlada contra las paredes del contenedor — esta fricción es parte del proceso de deformación. Si hay lubricante en el contenedor, el aluminio desliza en vez de fluir y el proceso se vuelve inestable. Además, cualquier lubricante orgánico en el contenedor se piroliza a 450-520°C generando gases que quedan atrapados en el perfil como burbujas o porosidades. Resultado: perfil rechazado.
La limpieza del contenedor se realiza mecánicamente con un cepillo metálico o pad abrasivo después de cada lingote. No se usa ningún agente químico ni lubricante. La temperatura del contenedor (400-450°C) es la mejor herramienta de limpieza — los restos de aluminio se ablandan y se remueven con el cepillo. Si el contenedor está a menos de 380°C, el aluminio adherido endurece y la limpieza mecánica daña el liner.
Sistema hidráulico de la prensa: HLP VG 46-68
Las prensas de extrusión de aluminio utilizan sistemas hidráulicos de alta presión (150-250 bar) para accionar el émbolo principal y los cilindros de cierre y extracción. El aceite hidráulico debe mantener su viscosidad estable en un rango de temperatura amplio (15°C en arranque en frío a 60°C en operación continua) y soportar las presiones de pico sin cavitación.
Especificaciones del aceite HLP
- ISO VG 46 (estándar) o VG 68 para prensas de alta presión {'>'} 200 bar
- ISO 11158 HLP: con aditivos antidesgaste (ZDDP), antioxidante y anticorrosivo
- Índice de viscosidad VI {'>'} 95 (mineral Grupo II) para mínima variación con temperatura
- Limpieza ISO 4406 ≤17/15/12 para electroválvulas proporcionales
- Antiespumante: ASTM D892 Seq I {'<'} 25 ml foam
- Punto de inflamación {'>'} 200°C — la prensa opera cerca de la zona caliente
Mantenimiento del circuito hidráulico
- Cambio de aceite: 4.000-8.000h según análisis (viscosidad ±15%, TAN +'0,5 mgKOH/g)
- Filtrado continuo: β₁₀ {'≥'} 200 (full-flow) — equivale a retención {'>'} 99,5% en 10 µm
- Temperatura de operación: 45-55°C — por encima de 65°C la oxidación se duplica
- Agua: Karl Fischer {'<'} 0,1% — el condensado de la prensa caliente contamina el tanque
- Partículas magnéticas: imán en retorno — el desgaste de bombas de pistón genera Fe
- Análisis mensual: viscosidad, TAN, partículas ISO 4406, agua KF, Fe/Cu/Cr ICP
Extrusión de aleaciones especiales: 7075, 2024 y aleaciones de Mg
7075 (Al-Zn-Mg-Cu)
2024 (Al-Cu-Mg)
AZ31 (Mg-Al-Zn)
Envasado a terceros
Grafito coloidal, aceite de portamatriz y HLP para extrusión en el formato industrial correcto
Dispersión de grafito coloidal 5-10% en bidones de 200L y depósitos de 1.000L. Aceite de portamatriz VG 320-460 resistente a alta temperatura en bidones de 200L. HLP VG 46-68 en IBC de 1.000L para llenado de sistema hidráulico de prensa.
Conclusión
La extrusión de aluminio es uno de los procesos industriales donde la lubricación es más especializada y más crítica — no porque se use mucho lubricante, sino porque cada gramo en el lugar equivocado tiene consecuencias directas sobre la calidad del perfil. El grafito coloidal en el dado es la única solución que funciona a 500°C; el aceite de portamatriz es la única forma de cambiar el dado sin gripado; y el contenedor debe estar permanentemente libre de cualquier lubricante.
La calidad del grafito — tamaño de partícula, pureza, agua de dilución — determina el acabado superficial Ra del perfil. Para perfiles anodizados de fachada arquitectónica o perfilería de automoción con tolerancias de acabado estrictas, el grafito micronizado < 3 µm en agua desmineralizada no es un lujo — es una especificación técnica que afecta directamente a la tasa de rechazo.
El envasado correcto del grafito es parte de la cadena de calidad: una dispersión de grafito coloidal en un IBC de plástico que no ha sido agitado en 48 horas tiene el grafito precipitado en el fondo — el primer litro es agua casi pura y el último es barro concentrado. El envasador debe garantizar que el producto llega en condiciones de uso y que el CoA especifica la granulometría real, no solo la nominal.