Uma vez mostrado que um grafite bem selecionado e bem aplicado possibilita os melhores resultados em termos de vida de matriz, preenchimento da gra­vura, redução de força de forjamento, qualidade do forjado e redução de sucata ficam, no entanto, aspectos negativos que são derivados da cor escura e da condutividade do grafite.

Também o fato de o lubrificante ser formulado para máxima aderência trazendo enormes vantagens na superfície da matriz pode ser um problema. Em todos os lugares com os quais ele entra em contato, ele se deposita. Na gravura da matriz, em contato com o billet, o grafite se queima formando CO₂ e água. Isso é, desaparece e precisa ser reposto para o próximo forjamento. Nas vizinhanças da gravura, porta-matriz, prensa, no entanto, ele adere e deposita camada sobre camada e quando seca forma uma crosta dificílima de ser removida, o chamado build-up. Este depósito re­sidual é extremamente duro e nocivo em peças móveis e mecanis­mos onde ele se introduz, emperrando tudo. Apenas uma aplicação precisa por pulverização é capaz de reduzir este fenômeno.

O fato de o grafite ser condutor traz um problema adicional. O pó de grafite, que penetra nos armários de comando das máquinas causa curto-circuitos nas chaves e outros componentes elétricos. Todos estes problemas são ampliados pelo uso de grafites naturais de granulometrias maiores, pois a quantidade aplicada é, às vezes, 4 vezes maior do que com um grafite fino sintético.

Portanto, não é de hoje que se tenta desesperadamente encon­trar um lubrificante sem grafite, branco, de cor clara, sintético e outros nomes com os quais este tipo de produto foi designado. Os primeiros lubrificantes sem grafite foram emulsões de óleo mineral em água para aplicações muito simples. A seguir vieram os sais inorgânicos, produto de uma neutralização do ácido correspon­dente. A pressão do billet sendo forjado causa uma pirólise que deposita uma camada de sal estratificada.

No entanto, também estes lubrificantes foram usados em aplicações específicas, mormente em matrizes fechadas com pouco movimento metálico. Aplicado em forjamentos normais causa­va vidas de matriz muito inferiores ao do grafite. Ainda hoje, na substituição direta do grafite consegue-se no máximo 1/3 da vida de matriz. Isso tem a ver com o fato de que os lubrificantes sinté­ticos de hoje têm excelentes propriedades de desmolde, elevadas temperaturas de molhamento, mas não têm boas propriedades lubrificantes, pelo menos, quando comparadas ao grafite.

Os primeiros esforços sérios de substituição do grafite foram verificados no Japão durante o “milagre japonês” no fim dos anos 80, quando vieram os decasséguis que não queriam trabalhar com grafite. Foi desenvolvido um sal inorgânico com uma dispersão de nitreto de boro (conhecido como grafite branco, matéria-prima do diamante sintético) que conseguiu excelentes vidas de matriz, equivalentes ou até melhores do que as com grafite.

Por ser muito caro, passado o boom, voltou-se imediatamente ao grafite. Cerca de 20 anos depois, algumas empresas japonesas tentaram novamente a erradicação do grafite há uns 10 anos. Devido ao alto custo do nitreto de boro, ele nem foi levado em consideração e confiou-se no desenvolvimento de polímeros como aditivos de extrema pressão para fazer o trabalho do grafite.

Os fornecedores de lubrificantes de matriz continuaram suas pesquisas sobre o lubrificante de matriz sintético e já há notícias de aplicações de lubrificantes sintéticos de matriz produzindo com sucesso em campos antes reservado apenas ao grafite.

No entanto, como em alguns casos específicos todos os esfor­ços de substituição do grafite pelo sintético, apenas trocando os produtos e eventualmente fazendo alguma correção ou modifi­cação no sistema de aplicação, fracassaram, pode-se concluir que apenas isso, uma ordem rígida de erradicação do grafite oriunda da presidência da empresa ou da corporação e achar que a lubrifica­ção com grafite é algo retrógrado, não é mesmo suficiente.

Tudo leva a crer que um dos caminhos para a substituição do grafite esteja no projeto das matrizes. O desenho convencional usando como lubrifi­cante de matriz o grafite não serve para um lubrificante de matriz sintético. Portanto, para lubrificante sintético será necessário um outro projeto. A diferença pode estar no coeficiente de atrito da camada formada pelo lubrificante de matriz. Provavelmente, uma redistribuição da deformação será necessária.

Na Fig. 1 estão apresentados os coefi­cientes de atrito de camadas secas e bem aderidas de diversos lubrificantes de matriz. As barras se referem a produtos comerciali­zados e experimentais (barras de cor cinza).

Uma coisa é certa, a prática mostra que quanto menor o coeficiente de atrito, mais caro será o produto. É claro que isso é um caso de custo-benefício, pois quanto mais durarem as matrizes, menor será o custo da matriz por peça, maior será a produti­vidade pela ausência de down time para reparar ou trocar as matrizes. No caso dos sintéticos (barra azul turquesa da direita à primeira barra cinza) é provável que o coeficiente de atrito esteja da ordem de 0,12 a 0,14 para um lubrificante com custo coerente em relação ao grafite, pois ele não vai trazer vantagens de vida de matriz.

Apesar de já existirem lubrificantes de matriz com coeficiente de atrito abaixo de 0,1 e menor, certamente a sua utilização também necessitará de total reprojeto, reengenharia das matrizes.

Causa estranheza que os tão úteis simuladores não considerem os coeficien­tes de atrito fornecidos pelo lubrificante de matriz. Um conhecedor da matéria comen­tou que há um simulador de forjamento que permite a entrada do coeficiente de atrito, mas que se acaba colocando “aquele que dá mais certo”! Pode?

Uma conclusão temporária poderia ser a seguinte: a utilização de um lubrificante de matrizes sem grafite tem que ser considerado já no projeto das matrizes. Há poucas chan­ces de substituição posterior. Mais estágios de conformação poderão ser necessários.

Mas e quando não houver condições de mexer no projeto das matrizes/processo de forjamento e a substituição do grafite TIVER que ser feita de qualquer maneira?

Na prática, podemos afirmar por ora que há peças que podem ser forjadas com lubrificante sintético, em alguns casos mui­to específicos até com alguma vantagem para o processo e para o custo.

Mas chega num tipo de peça ou de processo onde a falta do grafite impossi­bilita a sua execução, a peça fica presa na matriz e não consegue ser extraída.

Tivemos a sorte de nos deparar com um caso desses! Neste caso ficou claramente provado que o que faz o processo funcionar é o grafite. A sua falta impedia a extração da peça que ficava agarrada na matriz.

Testes intensos com aditivos polimé­ricos falharam em toda linha mostrando a necessidade de um lubrificante sólido com características similares ao grafite.

Um sólido lubrificante é imprescindível!

Foi neste momento que nos lembra­mos do lubrificante da coluna na cor roxa, o do milagre japonês, do sólido lubrificante branco, do nitreto de boro.

Talvez nesta nova arremetida, com o preço abrandado como no caso do grafite sintético, se justifique a sua utilização reservando-o a peças que comprovada­mente precisem dele. A empresa decidirá se o seu objetivo de eliminação do grafite justifica o custo.