Étude phénoménologique en usure et frottement à haute température de lubrifiants pour le procédé de laminage à chaud

Phenomenological study of wear and friction at high temperature of lubricants for hot rolling process

Laboratoire de Mécanique Roberval (LMR), FRE CNRS 2833, Université de Technologie de Compiègne, France

Auteur de correspondance : mmarzouk@utc.fr

Reçu : 9 Février 2005
Accepté : 9 Septembre 2005

Résumé

Les lubrifiants jouent un rôle important dans la protection des outils et produits de mise en forme. Ceci est particulièrement vrai dans le cas du laminage à chaud. Dans ce procédé, les lubrifiants sont soumis à des sollicitations thermiques et mécaniques sévères. Pour répondre à ces exigences, des additifs spéciaux leur sont rajoutés. Dans ce contexte, nous avons réalisé des essais avec différents types de lubrifiants sur un tribomètre à haute température en contact linéique galet/plan. Ces essais mécaniques ont été complétés par une série d’analyses physiques et chimiques de ces lubrifiants afin de relier leur comportement mécanique à leur composition. Suite aux différents résultats obtenus, nous avons réussi à trouver des corrélations. Ainsi, les huiles synthétiques donnent le coefficient de frottement, µ, le plus bas (0,12 environ) et une usure douce des faciès des pistes. En effet, elles contiennent notamment des esters (réducteurs de frottement) ainsi que plusieurs types d’additifs. Quant à l’huile d’origine végétale, qui contient une grande quantité d’esters, elle donne des résultats sensiblement comparables à ceux des huiles synthétiques (µ = 0,14). Enfin, les huiles minérales, qui ne contiennent pas d’additifs, donnent les résultats les plus mauvais en terme de coefficient de frottement (µ = 0,28) et d’usure de piste.

Abstract

Lubricants play an important role in protecting tools and products in forming processes. This is particularly true in the case of hot rolling. In fact, in this process, lubricants are subjected to severe thermal and mechanical solicitations. In order to find solutions for these requirements, special additives are addicted to them. In this paper, we present tests of different lubricants that have been carried out using a high temperature tribometer with a roller on plane linear contact. Results show that synthetic oils give the lower coefficient of friction µ (about 0.12) and a mild track wear. They contain esters (known as friction reducers) and many types of additives. Vegetal oil, which has a big quantity of esters, gives similar results (µ = 0.14). Mineral oils, which don’t contain any additives, have the worst behaviour in friction (µ = 0.28) and wear.