Характеристики эмульсионных нано-резательных жидкостей

Эмульсионные режущие жидкости представляют собой смесь воды и режущего масла, обеспечивая отличные охлаждающие и смазывающие свойства. Когда наночастицы — такие как нано-графит, нано-борная кислота или нано-дисульфид молибдена — добавляются в эмульсионные режущие жидкости, их теплопроводность и антифрикционные свойства значительно улучшаются. Уникальные свойства наночастиц, включая их большую поверхность и исключительную физическую и химическую стабильность, улучшают эффективность охлаждения, характеристики смазки и стойкость к окислению.

Производство нано-резательных жидкостей является сложным процессом, так как наночастицы должны быть равномерно распределены в базовой жидкости и поддерживать стабильную суспензию. Исследования успешно разработали стабильные нано-резательные жидкости, добавляя наночастицы в процентном соотношении 0,3%, что дало многообещающие результаты в токарных операциях.

Применение эмульсионных нано-резательных жидкостей в металлообработке

Контроль температуры резания критически важен для срока службы инструмента и качества обрабатываемой детали в металлообработке. В традиционном сухом резании используется воздух в качестве охлаждающей жидкости, но его низкая теплопроводность делает его недостаточным для снижения высоких температур, возникающих в зонах резания. Это может привести к чрезмерному износу инструмента, микротрещинам и плохой шероховатости поверхности. Хотя мокрое резание предлагает лучшее охлаждение, оно требует больших объемов резательного масла, что создает экологические и финансовые проблемы.

Наноэмульсионные режущие жидкости, особенно при использовании в системах минимального количества смазки (MQL), представляют собой революционное решение. MQL использует только небольшую часть — примерно одну треть до одной четверти — объема охлаждающей жидкости по сравнению с традиционной влажной обработкой. Это значительно снижает затраты и минимизирует воздействие утилизации отходов на окружающую среду. Наноэмульсионные режущие жидкости образуют защитную смазывающую пленку на интерфейсе инструмент-деталь, эффективно снижая резательные силы и температуры, одновременно улучшая эффективность обработки и качество поверхности.

Экспериментальные результаты и анализ преимуществ

Исследования показывают, что наноэмульсионные режущие жидкости превосходят сухую резку и традиционные эмульсионные жидкости в нескольких ключевых областях: высокая теплопроводность наночастиц быстро рассеивает тепло из зоны резания, эффективно снижая температуры на интерфейсе инструмента и заготовки. Сниженный износ инструмента: Наночастицы образуют микрозащитный слой во время обработки, минимизируя трение и износ, и продлевая срок службы инструмента. Улучшенная шероховатость поверхности: Нанорежущие жидкости стабилизируют процесс обработки и уменьшают вибрации, что приводит к превосходной отделке поверхности. Сниженные резательные силы: Улучшенные смазочные свойства делают процесс резания более плавным и снижают потребление энергии.

В дополнение к повышению производительности обработки, наноэмульсионные режущие жидкости предлагают значительные экологические и экономические преимущества. Традиционные режущие жидкости подвержены микробному загрязнению, что увеличивает затраты на обслуживание и создает риски для здоровья операторов. Применение наноэмульсионных режущих жидкостей в системах MQL значительно снижает потребление жидкости и выбросы отходов, что соответствует современным экологическим нормам и целям устойчивого развития.

Введение эмульсионных нано-резательных жидкостей открыло новые возможности для металлообрабатывающей промышленности. Их выдающаяся эффективность в снижении температур резания, минимизации износа инструмента, улучшении качества поверхности заготовки и снижении воздействия на окружающую среду поддерживает стратегию «выиграл-выиграл» для достижения высокоэффективной обработки и устойчивого развития. Поскольку технологии продолжают развиваться, ожидается, что нано-резательные жидкости продемонстрируют большую ценность в различных