ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 4 2024 12 ТЕХНОЛОГИЯ ющей жидкости CuO/Al2O3 на 11,86 % выше, чем у базового масла. Возможно, это объясняется высокой стабильностью HCF. Теплопроводность и удельная теплоемкость HCF были улучшены, что позволяет им более эффективно отводить тепло. Трибологические свойства гибридных наножидкостей можно оценить, используя схему трения «штифт – диск». Благодаря смешиванию гибридных наночастиц оксида меди и оксида алюминия с кукурузным маслом между штифтом и диском образуется тонкая трибопленка. Толщина пленки и полученный результат становятся больше при увеличении количества наночастиц до определенного соотношения. На рис. 4, г показана закономерность уменьшения коэффициента трения до 1,6 масс. %, а затем наблюдается закономерность увеличения коэффициента трения после 1,6 масс. %. После увеличения до 1,6 масс. % коэффициент трения пропорционален содержанию наночастиц, это свидетельствует о том, что смазочные свойства разработанной смазочно-охлаждающей жидкости в конечном итоге снижаются. Причиной является скопление наночастиц, наблюдаемое в результате осаждения. Минимальный коэффициент трения, равный 0,124, наблюдается при содержании 1,6 масс. % гибридных наножидкостей CuO и Al2O3. В условиях непрерывного резания электрический динамометр с пьезодатчиком, установленный на токарном станке, измерял силу резания в режиме реального времени. Измеренные силы резания показаны на рис. 5, а для различных условий смазки. Стабильно низкие концентрации частиц снижают все силы, в то время как более высокие концентрации лишь незначительно увеличивают их. При повышении концентрации наночастиц образуется плотный слой или взвесь, что увеличивает усилие резания. При содержании CuO/ Al2O3 в 1,6 масс. % сила резания снижается на 32 %. Это происходит за счет образования адгезивного покрытия между поверхностями скольжения благодаря слоистой наноразмерной структуре Al2O3, которая также делает металлические поверхности более легко поглощающими. Это видно по коэффициенту трения на рис. 4, г. HCF CuO/Al2O3 также имеет более высокую вязкость, чем базовая жидкость. Толстая пленка, которая образуется во время резки, в конечном итоге снижает давление резания на контактирующих поверхностях. На температуру резания может влиять тепло, выделяющееся на границе раздела стружка-инструмент. Для определения температуры HCF CuO/Al2O3 использовали цифровой пирометр. На рис. 5, б показаны различные условия смазки, оказывающие влияние на температуру резания. Температура резания была значительно снижена при использовании гибридной наножидкости CuO/Al2O3. Снижение температуры резания может быть достигнуто при концентрации оксидов меди и алюминия до 2,4 %. По сравнению с другими концентрациями образец, содержащий 1,6 масс. %CuO/Al2O3, имеет самую низкую температуру резания (67 °C). Гибридная наноСОЖ с содержанием CuO/Al2O3 1,6 масс. % снижает температуру резания на 43,4 % по сравнению с традиционной смазочно-охлаждающей жидкостью. Используя эту HCF, можно повысить теплопроводность и коэффициент теплопередачи наноСОЖ CuO/Al2O3 для снижения температуры в зоне резания. Эффективность смазочно-охлаждающих жидкостей определяется их способностью снижать шероховатость поверхности заготовки. На рис. 5, в показана измеренная шероховатость поверхности. С увеличением концентрации наночастиц значение шероховатости (Ra) уменьшается с 5,4 до 1,6 %, а затем увеличивается по мере увеличения концентрации. Это может быть результатом агрегации наночастиц. Шероховатость поверхности (Ra) при использовании HCF CuO/Al2O3 снижается на 27,7 и 23,8 % соответственно по сравнению с сухим резанием и резанием при использовании базового масла в качестве СОЖ. Из-за минимального сопротивления сдвигу между инструментом и обрабатываемой деталью, обусловленного сродством инструмента к металлическим поверхностям, трение между ними сведено к минимуму. Измерение износа по задней поверхности резца помогает прогнозировать оставшийся срок службы режущего инструмента. Измеряя износ по задней поверхности резца, операторы могут отслеживать состояние инструмента в режиме реального времени. Можно увеличить срок службы инструмента, уменьшив его износ. На рис. 5, б показано исследование износа ин-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1