Introduction. There is a growing demand for eco-friendly cutting fluids in machining due to their non-toxicity, sustainability, high performance, and ability to improve surface quality. These fluids support green manufacturing practices and promote a safe working environment. Copper oxide-based nanofluids offer the combined benefits of enhanced heat transfer, increased safety, and reduced tool wear and cutting forces. The purpose of the work. This research focuses on evaluating the performance of copper oxide-based cutting fluids in turning processes to support sustainable and eco-conscious manufacturing. The study investigates the turning of SS 304 steel using varying concentrations of copper oxide nanofluids. The methods of investigation. In this study, the turning process was tested under various machining conditions using different concentrations of copper oxide nanoparticles (0.3 %, 0.6 %, 0.9 %, 1.2 %, and 1.5 %). Corn oil was selected as the base oil, and the copper oxide nanoparticles were dispersed in the corn oil to prepare the nanofluid. Machining trials were conducted under different lubrication environments: dry, wet, minimum quantity lubrication (MQL), and nano-enhanced MQL (nMQL). A comparative study was performed to assess cutting temperature and cutting forces. Results and discussion. The results showed that the use of 1.2 % copper oxide nanofluid led to significant reductions in cutting force and cutting temperature, by approximately 17.54 % and 29.53 %, respectively, compared to traditional dry and wet machining environments. Furthermore, the nanofluid was observed to form a protective film at the tool-workpiece interface, reducing tool wear. These findings highlight the potential of copper oxide-based green cutting fluids to improve turning operation efficiency and promote environmentally sustainable practices.
Введение. В настоящее время наблюдается растущий спрос на экологически чистые смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) для обработки материалов резанием, что обусловлено их нетоксичностью, устойчивостью, высокой эффективностью и способностью улучшать качество поверхности. Эти жидкости поддерживают принципы экологичного производства и обеспечивают безопасную рабочую среду. Наножидкости на основе оксида меди обеспечивают повышенную теплопередачу, безопасность, а также снижают износ инструмента и силы резания. Цель работы. Настоящее исследование посвящено оценке эффективности СОЖ на основе оксида меди в процессах точения с целью поддержания устойчивого и экологически осознанного производства. В работе исследуется точение стали SS 304 с использованием наножидкостей с разной концентрацией оксида меди. Методы исследования. В данном исследовании процесс точения испытывался в различных условиях обработки с использованием СОЖ, содержащей разные концентрации наночастиц оксида меди (0,3, 0,6, 0,9, 1,2 и 1,5 %). В качестве базового масла выбрано кукурузное масло, в котором были диспергированы наночастицы оксида меди. Испытания по обработке проводились в различных условиях: сухое точение, мокрое точение, точение в условиях использования минимального количества смазочно-охлаждающей жидкости (MQL) и MQL с наномодификацией (nMQL). Был проведен сравнительный анализ для оценки температуры резания и сил резания. Результаты и обсуждение. Результаты показали, что применение 1,2%-й наножидкости оксида меди привело к значительному снижению силы резания и температуры резания, приблизительно на 17,54 и 29,53 % соответственно, по сравнению с обработкой в условиях сухого точения и традиционного мокрого точения. Кроме того, отмечено, что наножидкость участвует в образовании защитной пленки на границе раздела «инструмент – заготовка», что снижает износ инструмента. Эти результаты подчеркивают потенциал экологически чистых СОЖ на основе оксида меди для повышения эффективности операций точения и содействия экологически устойчивым методам.