A temperatura é um dos principais fatores que influenciam o desgaste de ferramenta sendo originária, além da energia de deformação do material dentre outros fatores, do atrito que ocorre nas interfaces ferramenta/peça e a ferramenta/cavaco. Quando a
temperatura atinge valores elevados, pode afetar as propriedades mecânicas do material da peça e da ferramenta, tendo uma considerável influência no desgaste das ferramentas, que ocorre principalmente nas superfícies de saída e de folga. Devido às altas temperaturas geradas na região de corte dos processos com cunha definida, as ferramentas perdem sua dureza original, aumentando o desgaste por abrasão e em muitos casos elementos químicos constituintes da ferramenta podem difundir-se para dentro do cavaco, ou reagir quimicamente com a peça, ou fluido de corte.
Basicamente, o processo de usinagem está submetido a três mecanismos de transferência de calor bem conhecidos, condução, convecção e radiação. O fluxo de energia gerado por esses mecanismos durante um processo de usinagem é de difícil medição, devido à alta complexidade e do número de variáveis envolvidas durante o movimento da ferramenta no processo da remoção de material. Segundo Sales (2001), o calor gerado pelo cisalhamento no interior do cavaco pode ser considerado benéfico e um aliado da ferramenta devido ao amolecimento do cavaco produzido diminuindo a resistência mecânica do material recalcado. Por outro lado, também aumenta a temperatura da ferramenta, podendo prejudicar suas propriedades.
Fluidos de corte foram utilizados no passado com uma maior freqüência nos processos de corte. Sendo seu principal objetivo retirar o calor gerado durante o processo de corte, majorando assim o tempo de vida das ferramentas, além disso, o fluido de corte evita o surgimento de arestas postiças de corte na usinagem de produtos de alumínio (SREEJITH & NGOI, 2000). Uma função importante do refrigerante não muito considerada, mas que representa um papel decisivo na prática, é a sua utilidade no transporte dos cavacos (limpeza). Essa vantagem mostra que os fluidos de corte têm um importante papel e se apresentam como um excelente parâmetro tecnológico na indústria do ramo metal-mecânico. Com o desenvolvimento de novas coberturas com uma maior resistência ao calor e com funções também lubri-refrigerantes, aliada às cobranças por parte dos órgãos responsáveis em relação ao armazenamento e despejo de óleos na natureza, a utilização de óleos de corte nos processos de usinagem passou a ser minimizada.
O objetivo é tornar os processos mais usados em centros de usinagem isentos de fluido de corte. A utilização de MQL como solução alternativa, tem sido difundida e bastante empregada nas indústrias metal-mecânicas, pois se apresenta com uma técnica bastante eficaz na remoção do calor gerado no processo e na lubrificação da interface de corte.
Devido ao fato, de nos últimos anos as empresas se depararem com problemas ambientais relativos ao estoque e descarte de óleos na natureza, órgãos governamentais vêm impondo regras cada vez mais rígidas para a utilização de óleos sintéticos, não sintéticos e biodegradáveis com padrões normativos de qualidade ambiental. Paralelo a este fato, uma crescente conscientização em torno da defesa da natureza vêm promovendo uma forte cobrança das indústrias. Estas se vêem obrigadas a realizar uma industrialização adequada com os recursos naturais consumidos em seus processos de manufatura.
A necessidade cada vez maior de uma técnica de produção não agressiva ao meio ambiente e o crescimento rápido dos custos de disposição dos fluidos refrigerantes tem justificado a demanda por uma alternativa ao processo de usinagem com fluido de corte. A usinagem a seco e outros processos de resfriamento como sistemas criogêncios tem despertado a atenção de pesquisadores e técnicos que trabalham no âmbito da produção de cavacos, e, para os que usam a usinagem a seco vantagens econômicas e ecológicas tem sido encontradas.
A usinagem a seco e sua compreensão volta a ser assunto de pauta para empresas que querem se enquadrar nas novas legislações ambientais dos atuais cenários aos quais estão inseridas. A tendência para o desenvolvimento da usinagem com alta velocidade geralmente é realizada em condições a seco, principalmente no fresamento de materiais endurecidos como os utilizados para moldes e matrizes, já que diversos estudos de fresamento demonstraram a ineficiência da aplicação de fluidos refrigerantes, do ponto de vista da vida da ferramenta. Dessa forma, pesquisadores têm empregado as mais diversas técnicas para resfriamento apenas da ferramenta procurando a eliminação dos fluidos refrigerantes, preferindo a usinagem a seco (DUNLAP, 1997).
Para se eliminar totalmente os fluidos de corte, as ferramentas para este processo de usinagem devem apresentar coberturas que melhorem seu desempenho, possuindo características que viabilizem ausência do fluido refrigerante, ou possuírem micro estruturas mais resistentes como no caso das ferramentas de Diamante, cerâmicas ou cBN. A utilização de ferramentas de PcBN com misturas de compostos de Alumina tem sido empregada na usinagem a seco e quando comparada com à utilização de fluidos de corte ou com a utilização de mínima quantidade de fluido tem se mostrado promissora.
Além disto, métodos alternativos de refrigeração para processos mais exigentes devem ser propostos e pesquisados, coberturas de ferramentas também devem apresentar características superiores para suportarem altas taxas de calor e ao mesmo
tempo proporcionarem um efeito lubrificante como tem acontecido atualmente. Gelo seco (CO2) em estado de agregado sólido na usinagem do aço Inoxidável austeníticos-
ferríticos tem conseguido minimizar o efeito do desgaste de flanco e alterar o comportamento do cavaco. Sistemas criogênicos (a base de Nitrogênio) têm sido empregados na usinagem de aços SAE 1060 e conseguindo o melhor desempenho segundo as condições de desgaste de flanco quando comparado sistemas de resfriamento convencionais.
Sistemas que utilizam o ar gelado como elemento refrigerante na região de corte tem se mostrado com um horizonte promissor. Ensaios com ferramentas de metal duro na usinagem de aços endurecidos acima de 55 HRC proporcionam aumentos de até 30% na vida de ferramentas quando comparadas com ferramentas de PcBN. Mostrando que a aplicação de ferramentas tradicionais com novas tecnologias de resfriamento no processo de corte apresenta-se como uma boa alternativa a utilização de óleos de corte.
Um problema encontrado na utilização destes sistemas de resfriamento está ligado à capacidade do fluido de remover o calor da região de corte. Pode ser muito complicado estabelecer modelos físicos e matemáticos para a compreensão do transporte condutivo/convectivo de calor e revelar as várias correlações na transferência de calor dos processos de usinagem.
Assim, desenvolver trabalhos que tenham como objetivo minimizar a aplicação de óleos emulsionáveis torna-se primordial para manter as empresas do ramo metal/mecânico atuantes no cenário atual. Propostas alternativas como a usinagem a seco, a utilização de sistemas alternativos como o ar gelado e resfriamento criogênico, devem ser objetos de variados testes e pesquisas futuras para o aprimoramento destas técnicas e uma correta, precisa e definitiva aplicação destas técnicas na produção industrial.