Khảo sát hiệu quả của quá trình phay cứng thép 60Si2Mn với chế độ bôi trơn tối thiểu dùng dầu cắt nano
84 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.FEE.2023.178-182Từ khóa:
Phay cứng; Lực cắt; Nhám bề mặt; Dầu cắt nano; MQL; NF MQL.Tóm tắt
Một trong những giải pháp đầy hứa hẹn để cải thiện hiệu suất gia công cứng đó là ứng dụng Bôi trơn tối thiểu dùng dầu cắt nano (NF MQL). Sự có mặt của các hạt nano không chỉ cải thiện khả năng bôi trơn làm mát của dầu cắt gốc mà còn tạo ra thêm các cơ chế bôi trơn trong vùng cắt. Bài báo này này nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của MQL sử dụng dầu cắt nano đến quá trình phay cứng. Thiết kế thử nghiệm Box-Behnken được sử dụng để nghiên cứu tác động của các biến đầu vào đến các thông số đầu ra. Kết quả thu được cho thấy nồng độ hạt nano, tốc độ cắt và tốc độ tiến dao có ảnh hưởng mạnh mẽ đến độ nhám bề mặt và lực cắt. Ngoài ra, có thể xác định dải giá trị thích hợp của các biến đầu vào cho các kết quả đầu ra theo yêu cầu. Hơn nữa, hiệu quả làm mát và bôi trơn tốt hơn đã được ghi nhận và khả năng gia công của mảnh hợp kim cứng được cải thiện bằng cách sử dụng bôi trơn tối thiểu dùng dầu cắt nano.
Tài liệu tham khảo
[1]. D.A Stephenson, J.S Agapiou. “Metal Cutting Theory and Practice”. CRC Press, (2016). DOI: https://doi.org/10.1201/b19559
[2]. J. Paulo Davim. “Machining of Hard Materials”. Springer-Verlag London Limited, (2011). DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-84996-450-0
[3]. D. T. Minh et al. “Performance of Al2O3 nanofluids in minimum quantity lubication in hard milling of 60Si2Mn steel using cemented carbide tools”. Advances in Mechanical Engineering 9 (7), (2017). DOI: https://doi.org/10.1177/1687814017710618
[4]. H. Calıskan et al. “Wear behavior and cutting performance of nanostructured hard coatings on cemented carbide cutting tools in hard milling”. Tribology International 62, 215–222, (2013). DOI: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2013.02.035
[5]. S. Saketi et al. “Wear of a high cBN content PCBN cutting tool during hard milling of powder metallurgy cold work tool steels”. Wear 332-333, 752-761, (2015). DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2015.01.073
[6]. Sen, B et al. “Performance Assessment of Minimum Quantity Castor-Palm Oil Mixtures in Hard-Milling Operation. Materials”, 14(1), 198, (2021). doi:10.3390/ma14010198 DOI: https://doi.org/10.3390/ma14010198
[7]. Maruda, R et al. “Chip Formation Zone Analysis During the Turning of Austenitic Stainless Steel 316L under MQCL Cooling Condition”. Procedia Eng.149, 297–304, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.670
[8]. Pervaiz, S et al. “Minimal quantity cooling lubrication in turning of Ti6Al4V: Influence on surface roughness, cutting force and tool wear”. Proc. Inst. Mech. Eng. Part B J. Eng. Manuf. 231, 1542–1558, (2017), doi:10.1177/0954405415599946. DOI: https://doi.org/10.1177/0954405415599946
[9]. Uysal, A.; Demiren, F.; Altan, E. “Applying Minimum Quantity Lubrication (MQL) Method on Milling of Martensitic Stainless Steel by Using Nano MoS2 Reinforced Vegetable Cutting Fluid”. Procedia Soc. Behav. Sci. 195, 2742–2747, (2015). DOI: https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.06.384
[10]. Abbas, A. T et al. “Sustainability assessment associated with surface roughness and power consumption characteristics in nanofluid MQL-assisted turning of AISI 1045 steel”. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 105(1-4), (2019), 1311–1327. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-019-04325-6
[11]. Duc, T.M.; Long, T.T.; Tuan, N.M. “Performance Investigation of MQL Parameters Using Nano Cutting Fluids in Hard Milling”. Fluids 6, 248, (2021). https://doi.org/10.3390/ fluids6070248 DOI: https://doi.org/10.3390/fluids6070248
[12]. T. M. Duc et al. “Effect of the alumina nanofluid concentration on minimum quantity lubrication hard machining for sustainable production”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 233, 5977–5988, (2019). DOI: https://doi.org/10.1177/0954406219861992
[13]. Garg, A.; Sarma, S.; Panda, B.; Zhang, J.; Gao, L. “Study of effect of nanofluid concentration on response characteristics of machining process for cleaner production”. J. Clean. Prod. 135, 476–489, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.06.122
[14]. Tran Minh Duc, Ngo Minh Tuan, Tran The Long, Tran Bao Ngoc. “Machining feasibility and sustainability study associated with air pressure, air flow rate, and nanoparticle concentration in nanofluid MQL-assisted hard milling process of 60Si2Mn steel”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 236(23), 11256-11269, (2022). doi:10.1177/09544062221111253 DOI: https://doi.org/10.1177/09544062221111253
[15]. Günan, F., Kıvak, T., Yıldırım, Ç. V., & Sarıkaya, M. “Performance evaluation of MQL with Al2O3 mixed nanofluids prepared at different concentrations in milling of Hastelloy C276 alloy”. Journal of Materials Research and Technology, 9(5), 10386–10400, (2020). doi:10.1016/j.jmrt.2020.07.018 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.07.018
[16]. Duc, T.M.; Long, T.T.; Van Thanh, D. “Evaluation of minimum quantity lubrication and minimum quantity cooling lubrication performance in hard drilling of Hardox 500 steel using Al2O3 nanofluid”. Adv. Mech. Eng. 12, 1–12, (2020). doi:10.1177/1687814019888404 DOI: https://doi.org/10.1177/1687814019888404
