TYPES D’’HUILES DE BASE
Huiles de base minérale (Min)
Les huiles minérales sont extraites du pétrole brut et, selon leur structure, elles peuvent être des huiles de base paraffiniques, naphténiques ou mixtes. Grâce à la distillation sous vide, ces huiles sont libres de composants indésirables qui pourraient avoir un impact négatif sur, par exemple, leur stabilité au vieillissement ou leur résistance à la corrosion. Le comportement viscosité-température est moyen, pouvant varier entre 70 et100, cependant il peut être augmenté avec des additifs améliorant l’indice de viscosité (VI). Il s’agit d’huiles utilisées pour formuler la plupart des graisses multi-usage à des fins industrielles, mais aussi pour l’exploitation minière, le génie civil et la construction. Leur emploi est très répandu grâce à leur bas coût et leur compatibilité avec une large variété de matériaux et de peintures qui peuvent être présents dans les composants à lubrifier.
Huiles de base polyalphaoléphine (PAO)
Les hydrocarbures synthétiques (HC) comme les polyalphaoléphines, sont des huiles dont la fluidité à basse température et la résistance à l’oxydation sont très supérieures à celles des huiles minérales. Leur comportement viscosité-température est très bon, entre 130 et 140, et il peut même atteindre des valeurs de 180 pour les polyalphaoléphines de dernière génération. Grâce à sa compatibilité avec une large variété de composants métalliques, plastiques et élastomères, il s’agit de l’huile de base synthétique la plus utilisée dans l’industrie automobile. De par ses multiples applications, aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur de l’habitacle, où, en plus du respect des matériels qui l’entourent, une excellente performance à basse température est requise. Grâce à l’existence d’huile PAO à haute viscosité, elle est également adaptée pour la formulation de graisses pour applications à hautes températures. Elles sont parfaitement miscibles avec les huiles minérales. Il est donc courant de trouver des graisses avec un mélange des deux huiles de base.
Huiles de base polyglycol (PAG)
En termes de résistance à l’oxydation, de point de congélation et de polarité, les polyglycols ou polyalkylene glycols dépassent les huiles minérales et les polyalphaolefines. L’indice de viscosité naturel peut varier de 160 à 200. A cause de leur faible coefficient de friction, on les emploie aussi sur les engrenages hélicoïdaux, car ils améliorent le glissement sous forte charge. En fonction du type d’huile polyglycol employée dans la base et de la température, il faudra s’assurer de la miscibilité des graisses. En général, les huiles polyglycol ne doivent pas se mélanger avec les huiles minérales ou PAO. Elles présentent une excellente compatibilité avec les plastiques et les élastomères, notamment avec ceux utilisés pour supporter les températures extrêmes ou exposés à des milieux agressifs (ex : EPDM).
Huiles de base ester (E)
Son comportement naturel viscosité-température est excellent et les pertes par évaporation sont inférieures à celles des huiles minérales et polyglycols. Elles peuvent présenter des valeurs d’indice de viscosité naturel jusqu’à170, quand il s’agit d’esters synthétiques de haute qualité. Sa fluidité à basse température et son comportement anti-usure sont meilleurs que ceux des huiles minérales. La plupart des huiles ester sont parfaitement miscibles avec les huiles minérales. L’un des principaux avantages des huiles de base ester est la biodégradabilité rapide : elles deviennent indispensable.
Huiles base silicone (Si)
Les huiles base silicone ont un comportement viscosité-température très supérieur à celui des huiles précitées, de par leur indice de viscosité pouvant aller jusqu’à 300. Elles sont stables au niveau thermique jusqu’à 300 ºC, et présentent une faible volatilité. Ces huiles de base ont une faible capacité de charge et une protection contre la corrosion et l’usure très faible. Etant chimiquement inertes, elles sont la base idéale pour la formulation de graisses respectueuses des plastiques et des élastomères, ainsi que pour celles destinées à la lubrification ou le soudage des éléments exposés à des ambiances agressives. Elles peuvent être utilisées dans l’industrie alimentaire, car elles sont physiologiquement sûres. Elles ne sont pas miscibles ni avec les huiles minérales, ni avec les huiles synthétiques.
Huiles de polyéther (PPE/PFPE)
Les huiles de polyéther phénolique (PPE) et perfluoré (PFPE) possèdent une haute stabilité thermique, une bonne capacité de charge et une volatilité extrêmement basse. C’est pour cette raison qu’elles sont la base de la formulation des graisses à haute température. Elles sont inertes aux réactions chimiques et présentent une excellente résistance face aux agents agressifs, tels que les acides, les produits alcalins, les combustibles, les gaz et les dissolvants. Les huiles de polyéther perfluoré ne sont pas inflammables et présentent une très haute compatibilité avec les plastiques et les élastomères. Comme les huiles de silicone, elles sont inertes et inoffensives, au point de ne pas présenter de risque pour la santé ou pour d’autres matériaux organiques. C’est pour cette raison que les PFPE sont utilisées dans la formulation de graisses lubrifiantes de qualité alimentaire, ainsi que pour les graisses non inflammables ou soumises à des ambiances explosives ou très oxydantes. Elles ne sont pas miscibles avec les huiles minérales ni avec d’autres huiles synthétiques. Le comportement des huiles synthétiques et minérales, en contact avec les métaux, plastiques, peintures et élastomères, doit être contrôlé systématiquement dans ses conditions réelles d’utilisation, notamment quand il s’agit de lubrifiants appliqués dans la production de composants en série, dont la mise en fonctionnement peut se faire quelque temps après l’application du lubrifiant.
CHOIX DE L’HUILE
Le choix de l’huile de base destinée à la formulation d’une graisse lubrifiante dépend de plusieurs facteurs. De façon générale, on utilise les huiles minérales pour la lubrification de roulements et d’autres éléments mécaniques qui travaillent dans des conditions standard. Cependant, il est nécessaire de choisir des huiles synthétiques quand on rencontre des conditions plus sévères : résistance à des températures extrêmes, charges élevées, vibrations, milieux chimiques agressifs ou d’autres phénomènes physico-chimiques.
CHOIX DE LA VISCOSITE
Le film lubrifiant, en rapport direct avec la viscosité de l’huile de base choisie, permet de séparer deux surfaces en contact et de prolonger la vie des composants mécaniques, grâce à une réduction de la friction, de l’usure et de la fatigue. Les machines sont soumises à une combinaison d’exigences qui requièrent des compromis au niveau du choix de la viscosité de l’huile de base.
Classification des plages de viscosités utilisées en général pour des applications et des exigences spécifiques :
- Charge lourde, basse vitesse ou température élevée : 2000-320 mm2/s
- Applications industrielles générales (charge et vitesse modérées) : 320-150 mm2/s
- Vitesse moyenne/élevée Roulements de charge légère. Moteurs et autres machines : 150-46 mm2/s
- Vitesse haute ou très haute (machine-outil) Températures basses : 46-10 mm2/s
Dans certains cas très particuliers, la viscosité opérative ne peut pas être atteinte, car : Le choix de l’huile est limité par l’exigence d’un élément de la machine qui requiert un grade de viscosité inférieur. L’application requiert l’emploi d’une graisse avec une huile de base plus fluide, qui permet de dissiper la chaleur et d’enlever les polluants du roulement. Le travail est effectué à haute température ou à très basse vitesse, qui exige une viscosité opérative théorique qu’il est impossible à obtenir. Dans ce cas, il est habituel de renforcer la formulation de la graisse en ajoutant des additifs extrême pression (EP) ou des additifs solides, selon le cas d’application, qui minimisent les effets d’usure, de fatigue, d’abrasion, etc...