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. É extremamente 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 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 anorgânicos, 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 com nitreto de boro (conhecido como grafite branco, matéria-prima do diamante sintético) que conseguiu excelentes vidas de matriz, equivalentes às do grafite. Por ser muito caro, passado o boom, voltou-se imediatamente ao grafite. No entanto, o fato ficou e algumas empresas japonesas tentaram novamente a erradicação do grafite há uns 10 anos.
Os fornecedores de lubrificantes de matriz continuaram suas pesquisas sobre este tipo de lubrificante e já há notícias de aplicações de lubrificantes sintéticos de matriz produzindo com sucesso em campos antes reservado apenas ao grafite.Como 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 da presidência e achar que a lubrificação com grafite é algo retrógrado, não é mesmo suficiente.
Tudo leva a crer que o problema 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 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.
No gráfico acima 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. Uma coisa é certa, quanto menor o coeficiente de atrito mais caro será o produto. É certo que isso é claramente 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 a 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?
