Lubricantes para prensas de forja y estampación industrial: dados, guías y sistemas hidráulicos
Forja en caliente, forja en frío, estampación progresiva, prensas hidráulicas de gran tonelaje. Cada proceso tiene exigencias radicalmente distintas: desde grafito coloidal a 1200°C hasta aceites EP de extrema presión para troquelado de acero de alta resistencia.
Forja en caliente: lubricantes de dado a alta temperatura
La forja en caliente de acero se realiza entre 900°C y 1250°C. A estas temperaturas, el lubricante de dado no puede ser un aceite convencional: se descompone instantáneamente. El lubricante de forja en caliente tiene tres funciones simultáneas: separador térmico (reduce la transferencia de calor del tocho al dado y prolonga su vida), lubricante (reduce la fricción en el flujo de metal) y desmoldeante (facilita la extracción de la pieza forjada).
El grafito coloidal es el lubricante estándar de forja en caliente. Se presenta en dos formatos principales:
- 1.Grafito en base agua (20-40% grafito): para forja abierta y cerrada en prensas hidráulicas y mecánicas. Se aplica por spray sobre el dado caliente. El agua se evapora instantáneamente, dejando una película de grafito adherida a la superficie del dado. Concentración de uso: 1:5 a 1:20 con agua según temperatura del dado y geometría de la pieza.
- 2.Grafito en base aceite mineral (10-30% grafito): para forja de piezas de geometría compleja donde se necesita mayor adherencia de la película. El aceite actúa como vehículo de aplicación y mejora la cobertura en cavidades profundas. Punto de inflamación del aceite base > 200°C para minimizar humos.
- 3.Lubricantes sintéticos de forja sin grafito: a base de polímeros inorgánicos (borosilicatos, fosfatos de calcio) o sales inorgánicas de alta temperatura. Para forja de aceros inoxidables y aleaciones de níquel donde la contaminación por grafito es inadmisible (dificulta la inspección visual y puede afectar propiedades superficiales).
- 4.Vidrios de forja (glass lubricants): para forja de titanio y superaleaciones de níquel a temperaturas > 950°C. El vidrio en polvo se aplica sobre el tocho caliente; se funde y forma una capa viscosa que lubrica y protege contra la oxidación.
La aplicación del lubricante de dado es tan importante como la formulación. Se aplica entre golpes (en forja de martillo) o entre ciclos (en prensa). El sistema de spray debe atomizar el lubricante en gotas de 50-200 µm para cubrir uniformemente la cavidad del dado. Una aplicación excesiva genera humos y puede causar defectos de llenado por acumulación de lubricante.
Forja en frío y semi-caliente: lubricantes portadores
La forja en frío opera a temperatura ambiente o ligeramente elevada (hasta 300°C en semi-caliente). Las presiones de contacto son extremadamente altas (hasta 2500 MPa en estampado de engranajes en frío), superando ampliamente el límite de lubricación hidrodinámica. Se trabaja en régimen de lubricación límite extrema.
El sistema lubricante estándar para forja en frío de acero es el tratamiento de fosfatación + jabón de zinc (proceso Bonderite o Granodine):
- 1.Fosfatación: el tocho de acero se sumerge en un baño de ácido fosfórico con sales de zinc o manganeso a 50-80°C. Se forma una capa de fosfato metálico cristalino (4-20 g/m²) adherida a la superficie del acero. Esta capa tiene alta porosidad superficial que retiene el lubricante.
- 2.Jabón de zinc (estearato de zinc): se aplica sobre la capa de fosfato por inmersión en una solución jabonosa caliente. El jabón reacciona con el fosfato para formar una capa lubricante sólida de jabón de zinc adherida. Esta capa soporta presiones de contacto de hasta 2000-2500 MPa.
- 3.Aceites sulfo-clorados de forja en frío: para operaciones de alta demanda sin fosfatación, o como complemento. Aceites de viscosidad alta (VG 100-460) con aditivos EP de azufre y cloro. Solo para acero — incompatibles con aluminio y cobre (reacción química).
- 4.Lubricantes de forja en frío de aluminio: aceites de éster sin azufre activo ni cloruros. El aluminio reacciona con el azufre y el cloro formando productos de corrosión. Aceites VG 15-100 con aditivos EP de fósforo.
Prensas mecánicas y excéntricas: lubricación del mecanismo
Las prensas mecánicas (excéntricas, de cigüeñal, de rodillera) transmiten el movimiento desde el motor al coulisseau (corredera) mediante un mecanismo de manivela. Los puntos de lubricación del mecanismo son distintos al lubricante de dado y están separados del proceso de forja/estampado.
Árbol cigüeñal y bielas
Aceite de circulación ISO VG 100-220 en sistema de lubricación centralizado forzado. El cojinete del cigüeñal es de cojinetes de deslizamiento (cojinetes de bronce o babbitt) a alta carga y baja velocidad. Temperatura normal del aceite: 40-60°C. El aceite debe tener buena demulsibilidad para separar el agua de refrigeración.
Guías del coulisseau (corredera)
Grasa de litio-complejo EP NLGI 1-2 o aceite de circulación por goteo. Las guías tienen movimiento reciprocante a carga muy alta. Puntos de lubricación manual cada 8-40 h o automático mediante central de engrase. La contaminación por residuos metálicos del proceso es el principal problema.
Clutch y freno de fricción
Las superficies de fricción del embrague y freno NO se lubrican. Sin embargo, los rodamientos de soporte del clutch sí necesitan grasa (Li-complejo NLGI 2). Debe evitarse contaminación de grasa sobre las superficies de fricción. Usar grasas de base seca o de baja proyección.
Cojinetes del volante de inercia
Grasa de litio o politetraurea NLGI 2. El volante gira a velocidad constante incluso cuando el clutch está desacoplado. Rodamientos de gran diámetro (DN 50-200 mm), velocidad moderada (300-900 rpm). Relubricación cada 2000-4000 h.
Prensas hidráulicas de forja: sistema hidráulico y guías
Las prensas hidráulicas de forja de gran tonelaje (5-150 MN) utilizan sistemas hidráulicos de muy alto caudal para generar la fuerza de trabajo. Los circuitos hidráulicos de estas prensas son los más exigentes de la industria en cuanto a limpieza del fluido.
- 1.Aceite hidráulico: ISO HM VG 46-68 (46 para temperaturas ambientes moderadas, 68 para ambientes calurosos o sistemas de alta temperatura de retorno). Volumen del circuito: 500-5000 L en prensas grandes. La contaminación de partículas es el principal degradante (ISO 4406 ≤ 17/15/12 objetivo, filtración a 6-10 µm absoluto en líneas principales).
- 2.Agua-glicol y fluidos HFC (retardantes de llama): en prensas de forja con riesgo de incendio alto (cerca de hornos de precalentamiento), se usan fluidos hidráulicos HFC (agua-glicol al 35-50%) o HFAE (emulsiones). Requieren sellos de NBR o EPDM, no de nitrilo convencional.
- 3.Cilindros hidráulicos de alta presión (300-600 bar): los sellos del cilindro son el componente crítico. La limpieza del aceite (ISO 4406 ≤ 16/14/11) es fundamental para la vida de los sellos. El vástago del cilindro debe estar protegido contra la contaminación cuando retrae.
- 4.Guías del coulisseau en prensas hidráulicas: bronce o composite de PTFE. Lubricación por circuito de aceite ISO VG 32-46 o grasa de litio-complejo EP NLGI 1-2 con sistema de lubricación automática. La carga es muy alta (> 10 MPa en contacto guía).
¿Necesitas lubricantes para forja o estampación?
FILLCORE INDUSTRIAL envasa lubricantes industriales para prensas, dados de forja y sistemas hidráulicos con trazabilidad completa de lote.
Solicitar consulta técnica →Estampación y troquelado de chapa metálica
El troquelado y estampado de chapa involucra operaciones de corte, doblado, embutición y conformado a partir de chapa plana. Los fluidos de conformado son distintos para cada material y tipo de operación.
Tabla: tipos de prensa vs lubricantes requeridos
| Tipo de prensa / proceso | Lubricante de dado/proceso | Sistema hidráulico | Guías y mecanismo | Intervalo cambio |
|---|---|---|---|---|
| Forja en caliente (prensa hidráulica) | Grafito coloidal base agua 1:10 | ISO HM VG 46-68 | Grasa Li-Complejo EP NLGI 2 | Aceite cada 4000 h |
| Forja en caliente (martillo) | Grafito en aceite (spray) | — | Grasa Li-Complejo NLGI 2 | Grasa cada 500 h |
| Forja en frío (prensa mecánica) | Fosfato + jabón zinc | — | Aceite VG 100-150 circulación | Aceite anual |
| Prensa excéntrica estampación | Aceite/emulsión conformado | — | Aceite VG 150-220 + grasa | Aceite 2000 h |
| Prensa hidráulica embutición | Emulsión 5-15% o aceite neat | ISO HM VG 46 | Grasa Li-Complejo NLGI 1-2 | Aceite 4000 h |
| Troqueladora progresiva | Aceite neat EP VG 15-46 | ISO HM VG 32-46 | Aceite guías VG 32 | Aceite 2000 h |
| Prensa de acuñación (coining) | Aceite EP sulfo-clorado | ISO HM VG 46 | Grasa EP NLGI 2 | Aceite 3000 h |
Tabla: materiales a estampar vs fluido de conformado
| Material | Tipo de lubricante | Aditivos EP permitidos | Restricciones | Acabado recomendado |
|---|---|---|---|---|
| Acero al carbono bajo | Emulsión 5-15% o aceite mineral EP | Azufre, cloro, fósforo | Ninguna relevante | Lavado con agua |
| Acero alta resistencia (AHSS) | Aceite neat EP alta presión | Azufre activo + cloro | Temperatura > 200°C local | Lavado alcalino |
| Acero inoxidable | Aceite sulfo-clorado o MoS₂ | Azufre + cloro a alta dosis | Manchas de azufre si no se lava | Lavado alcalino fuerte |
| Aluminio 1xxx-5xxx | Emulsión de éster o aceite éster | Fósforo, sin azufre activo | Sin cloruros, sin azufre activo | Lavado neutro o ácido suave |
| Aluminio 6xxx-7xxx (aleaciones) | Aceite neat de éster sintético | Fósforo, sin S activo | Alta presión de contacto | Lavado neutro |
| Cobre y latón | Emulsión con inhibidor BTA | Sin azufre activo | Sin azufre, sin amoniaco | Lavado con inhibidor |
| Titanio Ti-6Al-4V | MoS₂ en aceite o grafito | MoS₂, grafito | Sin cloruros (fragilización) | Lavado especial |
ATEX y seguridad en forja y estampación
Las zonas de prensas de estampado con fluidos de conformado volátiles o con niebla de aceite pueden estar clasificadas ATEX. El análisis de zonas ATEX (Directiva 2014/34/UE, ATEX 114) debe considerar la formación de nieblas de aceite en puntos de aplicación.
Niebla de aceite (oil mist)
En estampación a alta velocidad, los fluidos de conformado pueden formar niebla. Concentración de niebla de aceite mineral > 5 mg/m³ (LEL en entorno con fuentes de ignición). Usar fluidos de alta temperatura de inflamación (> 200°C) y sistemas de captación de niebla.
Punto de inflamación del lubricante
Para zonas con riesgo de ignición (prensas cerca de hornos o con chispas), el aceite hidráulico debe tener punto de inflamación > 200°C (aceites minerales HM tipo II) o usar fluidos retardantes de llama (HFAE, HFC, HFDR). La norma ISO 11158 clasifica los fluidos hidráulicos según punto de inflamación.
Manipulación de grafito
El polvo de grafito del lubricante de dado puede acumularse en superficies eléctricas. El grafito es conductor — puede crear cortocircuitos en cuadros eléctricos cercanos. Mantener los cuadros protegidos con IP54 mínimo en zonas con grafito.
Gestión de residuos
Los lubricantes de forja usados (grafito, aceite de conformado) son residuos peligrosos según Directiva 2008/98/CE. Los fangos de grafito del sistema de recogida son especialmente problemáticos. Gestión por empresa autorizada (código LER 12 01 07*).
Mantenimiento predictivo y análisis de aceite
En prensas de forja y estampación, el análisis periódico del aceite hidráulico y del aceite de mecanismo es la herramienta clave para evitar averías no planificadas. Las prensas de gran tonelaje tienen costes de reparación y paros de producción muy elevados.
La contaminación por partículas metálicas procedentes del desgaste del mecanismo es el indicador más relevante en prensas de forja mecánica. El análisis ferrográfico permite identificar partículas de desgaste anormal (fatiga, desgaste adhesivo) antes de que cause un fallo catastrófico del cigüeñal o biela.
Preguntas frecuentes sobre lubricantes para forja y estampación
¿Por qué no se puede usar aceite convencional como lubricante de dado en forja en caliente?
A temperaturas de 900-1250°C, cualquier aceite convencional se descompone instantáneamente al contacto con el dado o el tocho. El grafito coloidal soporta estas temperaturas porque es un mineral estable térmicamente. Además, el grafito tiene propiedades lubricantes intrínsecas a alta temperatura por su estructura laminar. Los aceites solo se usan como vehículo de aplicación (base aceite del grafito), y se evaporan en el primer contacto.
¿Es necesario fosfatar siempre las piezas antes de forjar en frío?
Para forja en frío de acero de alta deformación (> 30% de reducción de área), la fosfatación + jabón de zinc es prácticamente obligatoria. Para operaciones de baja deformación o calibrado, pueden usarse aceites EP sulfo-clorados sin fosfatación previa. La decisión depende de la severidad de la operación y del coste del tratamiento superficial vs el riesgo de adherencia o roturas de dado.
¿Qué viscosidad de aceite hidráulico usar en una prensa de forja hidráulica de gran tonelaje?
Para prensas de forja hidráulica de 5-150 MN operando a temperaturas de aceite de 40-60°C, el grado ISO VG 46 es el estándar más habitual. Si el sistema opera en ambientes calurosos (> 35°C ambiente) o con ciclos muy intensos que elevan la temperatura del aceite, usar ISO VG 68. En algunos sistemas con servo-válvulas de alta precisión, se puede usar ISO VG 32 para mejorar la respuesta dinámica.
¿Por qué no se puede usar aceite con azufre activo para estampar aluminio?
El azufre activo (azufre elemental o compuestos de azufre reactivos a temperatura de trabajo) reacciona con el aluminio formando sulfuro de aluminio (Al₂S₃), un compuesto negro que mancha la superficie y puede afectar la adherencia de recubrimientos posteriores (anodizado, pintura). Además, el sulfuro de aluminio es sensible a la humedad y libera ácido sulfhídrico. Para aluminio, usar aceites con aditivos EP de fósforo exclusivamente.
¿Con qué frecuencia hay que analizar el aceite hidráulico de una prensa de forja?
Para prensas de forja en producción continua, se recomienda análisis cada 1000-2000 h de operación o cada 6 meses (lo que ocurra antes). En el análisis mínimo: viscosidad, contaminación de partículas ISO 4406, agua, TAN y ferrografía si hay indicios de desgaste anormal. Las prensas de gran tonelaje justifican análisis más frecuentes (cada 500-1000 h) dado el coste de una avería.
¿Buscas envasado de lubricantes para forja y estampación?
FILLCORE INDUSTRIAL envasa lubricantes industriales — grafito coloidal, aceites EP y grasas de alta presión — con trazabilidad completa de lote y documentación técnica por pedido.