ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 2 2025 103 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Экспериментальное исследование наноСОЖ на основе оксида графена при сверлении композиционного алюмоматричного материала, армированного частицами SiC, в условиях минимального количества смазочно-охлаждающей жидкости Нилеш Патил 1, a, Сачин Агарвал 2, b, Атул Кулкарни 3, c, *, Атул Сараф 4, d, Милинд Ране 3, e, Йогирадж Дама 5, f 1 Технологический институт Маратвада, Аурангабад – 431010, штат Махараштра, Индия 2 Институт инженерии и управления Деогири, Аурангабад – 431005, штат Махараштра, Индия 3 Технологический институт Вишвакарма, Пуна, Махараштра, 411037, Индия 4 Национальный технологический институт Сардара Валлабхаи, Иччанатх, Сурат – 395007, Гуджарат, Индия 5 Технологический университет доктора Бабасахеба Амбедкара, Лонере, Райгад, Махараштра, 402103, Индия a https://orcid.org/0000-0002-4884-4267, nileshgpatil@rediff mail.com; b https://orcid.org/0000-0003-4582-1745, sachinagarwal@dietms.org; c https://orcid.org/0000-0002-6452-6349, atul.kulkarni@vit.edu; d https://orcid.org/0000-0003-4776-6874, atul.saraf001@gmail.com; e https://orcid.org/0000-0001-5829-5305, milind.rane@vit.edu; f https://orcid.org/0009-0008-5404-4347, yogirajdama@dbatu.ac.in Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2025 Том 27 № 2 с. 103–125 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.2-103-125 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.787:621.895 История статьи: Поступила: 12 января 2025 Рецензирование: 12 февраля 2025 Принята к печати: 17 марта 2025 Доступно онлайн: 15 июня 2025 Ключевые слова: НаноСОЖ NMQL (минимальное количество смазочно-охлаждающей жидкости) Оксид графена Круглость Высота заусенцев Эмпирическое моделирование АННОТАЦИЯ Введение. Минимальное количество смазочно-охлаждающей жидкости (MQL) эффективно используется в качестве подходящей стратегии охлаждения. Однако в сравнении с широко распространенным в промышленности обильным охлаждением MQL характеризуется меньшей теплоотводящей способностью. В то время как при обильном охлаждении отмечаются случаи термического удара, применение MQL обеспечивает более плавный отвод стружки и снижает риск возникновения термических напряжений. Методы исследования. В рамках данного исследования проведены экспериментальные работы по сверлению металломатричного композита (MMC) на основе алюминия, армированного карбидом кремния (Al-SiC MMC), с использованием AlCrN-сверл с PVD-покрытием (диаметр сверла 8 мм). Образцы MMC изготавливались с различной объемной долей SiC (10–30 %). Целью экспериментов являлось изучение влияния непищевого растительного масла с добавлением оксида графена в качестве СОЖ на процесс сверления AlSiC MMC. В качестве входных параметров процесса варьировали скорость резания (30…150 м/мин), подачу (0,05…0,25 мм/об), объемную долю SiC (10–30 %) и расход MQL (60…180 мл/ч). Выходными параметрами служили сила резания, крутящий момент, шероховатость поверхности, круглость отверстия и высота заусенцев при высокоскоростном сверлении MMC. Параметры масла унди (александрианского лавра) определяли в соответствии со стандартом ASTM 6751. Морфология поверхности и элементный анализ оксида графена исследовали с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) и энергодисперсионного рентгеновского анализа (EDAX). Цель работы. Использование наноСОЖ в сочетании с MQL является одним из перспективных подходов к дальнейшему улучшению характеристик MQL, особенно при сверлении труднообрабатываемых материалов. Введение наноматериалов в MQL способствует снижению трения на границе контакта инструмента и стружки, что приводит к уменьшению температуры резания. Данные методы позволяют облегчить механическую обработку легких и труднообрабатываемых материалов, в частности металломатричных композитов (MMC) на основе алюминия, широко применяемых в автомобильной и аэрокосмической отраслях. Результаты и обсуждение. Установлено, что использование наночастиц оксида графена, диспергированных в непищевом масле унди, представляет собой перспективную альтернативу традиционным СОЖ при сверлении MMC. Целью исследования являлась разработка полуэмпирических моделей для прогнозирования шероховатости поверхности и температуры при различных составах MMC. Повышение эффективности резания достигается путем точного определения температуры в зоне обработки. Однако практическое определение температуры резания в каждом конкретном случае сопряжено со значительными трудовыми и финансовыми затратами. Дополнительно установлено, что наночастицы оксида графена, смешанные с непищевым маслом унди, представляют собой эффективную альтернативу традиционным СОЖ при сверлении MMC. В настоящей работе разработана комплексная эмпирическая формула для прогнозирования теоретической температуры и шероховатости поверхности. Выявлено, что основная часть мощности, потребляемой при механической обработке, преобразуется в теплоту. Для цитирования: Экспериментальное исследование наноСОЖ на основе оксида графена при сверлении композиционного алюмоматричного материала, армированного частицами SiC, в условиях минимального количества смазочно-охлаждающей жидкости / Н. Патил, С. Агарвал, А.П. Кулкарни, А. Сараф, М. Ране, Й.Б. Дама // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 2. – С. 103–125. – DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.2-103-125. ______ *Адрес для переписки Кулкарни Атул П., профессор Технологический институт Вишвакарма, Пуна, Махараштра, 411037, Индия Тел.: 91-2026950419, e-mail: atul.kulkarni@vit.edu
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1