ลักษณะของของเหลวตัดนาโนที่ใช้สารอิมัลชัน

ของเหลวตัดที่มีพื้นฐานจากอิมัลชันเป็นการผสมผสานระหว่างน้ำและน้ำมันตัด ซึ่งมีคุณสมบัติในการระบายความร้อนและหล่อลื่นที่ยอดเยี่ยม. เมื่ออนุภาคนาโน—เช่น นาโนกราไฟต์, นาโนกรดบอริก, หรือ นาโนโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์—ถูกเพิ่มลงในของเหลวตัดแบบอีมัลชัน ความสามารถในการนำความร้อนและความสามารถในการต้านทานการเสียดสีจะได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ. คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของนาโนพาร์ติเคิล รวมถึงพื้นที่ผิวที่สูงและความเสถียรทางกายภาพและเคมีที่ยอดเยี่ยม ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อน ประสิทธิภาพการหล่อลื่น และความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน.

การผลิตของเหลวตัดนาโนเป็นกระบวนการที่ท้าทาย เนื่องจากอนุภาคนาโนต้องกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอภายในของเหลวพื้นฐานและรักษาการแขวนลอยที่เสถียร การวิจัยได้พัฒนาสูตรของเหลวตัดนาโนที่เสถียรโดยการรวมอนุภาคนาโนในเปอร์เซ็นต์น้ำหนัก 0.3% ซึ่งได้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจในกระบวนการกลึง.

การใช้งานของของเหลวตัดนาโนแบบอีมัลชันในงานโลหะ

การควบคุมอุณหภูมิในการตัดเป็นสิ่งสำคัญต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือและคุณภาพของชิ้นงานในงานโลหะกลึง ในการตัดแบบแห้งแบบดั้งเดิม อากาศถูกใช้เป็นสารหล่อเย็น แต่ความสามารถในการนำความร้อนที่ต่ำทำให้ไม่เพียงพอในการลดอุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นในเขตการตัด ซึ่งอาจนำไปสู่การสึกหรอของเครื่องมือมากเกินไป รอยแตกขนาดเล็ก และความหยาบของพื้นผิวที่ไม่ดี ในขณะที่การตัดแบบเปียกมีการระบายความร้อนที่ดีกว่า แต่ต้องการปริมาณสารหล่อเย็นขนาดใหญ่ ซึ่งก่อให้เกิดความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมและค่าใช้จ่าย.

น้ำมันหล่อลื่นนาโนอีมัลชัน โดยเฉพาะเมื่อใช้ในระบบการหล่อลื่นปริมาณน้อย (MQL) เป็นทางออกที่ปฏิวัติวงการ. MQL ใช้ปริมาณของเหลวหล่อเย็นเพียงส่วนเล็กน้อย—ประมาณหนึ่งในสามถึงหนึ่งในสี่—เมื่อเปรียบเทียบกับการกลึงแบบเปียบปกติ. สิ่งนี้ช่วยลดต้นทุนได้อย่างมากและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการกำจัดขยะให้น้อยลง นาโนอีมัลชันน้ำมันตัดจะสร้างฟิล์มหล่อลื่นป้องกันที่จุดติดต่อระหว่างเครื่องมือและชิ้นงาน ซึ่งช่วยลดแรงตัดและอุณหภูมิได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดและคุณภาพพื้นผิว.

ผลลัพธ์การทดลองและการวิเคราะห์ข้อดี

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าน้ำมันตัดแบบนาโนอิมัลชันมีประสิทธิภาพดีกว่าน้ำมันตัดแบบแห้งและน้ำมันอิมัลชันแบบดั้งเดิมในหลายด้านที่สำคัญ: ความสามารถในการนำความร้อนที่สูงของอนุภาคนาโนช่วยระบายความร้อนจากพื้นที่ตัดได้อย่างรวดเร็ว ลดอุณหภูมิที่จุดติดต่อระหว่างเครื่องมือและชิ้นงานอย่างมีประสิทธิภาพ. การสึกหรอของเครื่องมือที่ลดลง: นาโนพาร์ติเคิลสร้างชั้นป้องกันขนาดเล็กระหว่างการตัดเฉือน เพื่อลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ และยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ. ปรับปรุงความหยาบของพื้นผิว: น้ำมันตัดนาโนช่วยเสถียรภาพกระบวนการตัดเฉือนและลดการสั่นสะเทือน ส่งผลให้พื้นผิวมีความเรียบเนียนที่เหนือกว่า. แรงตัดที่ลดลง: คุณสมบัติการหล่อลื่นที่ดีขึ้นทำให้กระบวนการตัดมีความราบรื่นมากขึ้นและลดการใช้พลังงาน.

นอกเหนือจากการเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเฉือนแล้ว ของไหลตัดแบบนาโนอีมัลชันยังมีข้อดีด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญ ของไหลตัดแบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะปนเปื้อนด้วยจุลินทรีย์ ซึ่งเพิ่มค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงาน การใช้ของไหลตัดแบบนาโนอีมัลชันในระบบ MQL จะช่วยลดการใช้ของไหลและการปล่อยของเสียอย่างมาก ซึ่งสอดคล้องกับกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมในปัจจุบันและเป้าหมายด้านความยั่งยืน.

การนำของเหลวตัดนาโนที่มีอิมัลชันมาใช้ได้เปิดโอกาสใหม่สำหรับอุตสาหกรรมการผลิตโลหะ ประสิทธิภาพที่โดดเด่นในการลดอุณหภูมิการตัด ลดการสึกหรอของเครื่องมือ ปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงาน และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม สนับสนุนกลยุทธ์ที่ได้ประโยชน์ทั้งสองฝ่ายในการบรรลุการตัดเฉือนที่มีประสิทธิภาพสูงและความยั่งยืน เมื่อเทคโนโลยียังคงพัฒนา ของเหลวตัดนาโนคาดว่าจะมีคุณค่ามากขึ้นในหลากหลาย