تاثيرات خنك‌كاري برودتي و روانكاري با نانوسيال بر زبري سطح و سايش ابزار در تراشكاري سوپرآلياژ A286

On the effects of cryogenic cooling and lubrication with Nanofluid on surface roughness and tool wear in A286 superalloys turning

سوپرآلياژها فلزاتي با چقرمگي بالا و هدايت حرارتي ضعيف هستند كه قابليت ماشينكاري پاييني دارند. سايش شديد ابزار و زبري سطح نامناسب در ماشينكاري اينگونه مواد از چالش‌هاي اصلي در ماشينكاري مي‌باشد. در پژوهش حاضر، تاثير نوع سيال برش به‌همراه روش اعمال آن تحت عنوان حداقل مقدار روانكار-خنك‌كار بر زبري سطح قطعه‌كار و سايش ابزار در تراشكاري سوپرآلياژ 286A مورد بررسي قرار گرفته و نتايج آن با دو روش مرطوب و خشك مقايسه شده است. بدين منظور از روانكار پايه گياهي و نانوذرات در روانكاري با حداقل مقدار به همراه خنك‌كاري برودتي استفاده شده است. نتايج زبري سنجي تحت معيار Ra نشان داد كه استفاده از روانكار پايه گياهي به همراه نانواكسيد سيليسيوم تحت روش حداقل مقدار روانكار و همچنين خنك‌كاري با استفاده از نيتروژن مايع موجب كاهش 30-75% زبري سطح نسبت به روش خشك و كاهش 15-64% آن نسبت به روش مرطوب گرديده است. همچنين با توجه به تغييرات بسيار كم زبري سطح نسبت به تغيير پارامترهاي برش، اين روش حساسيت كمي به پارامترهاي برش دارد. وجود نانواكسيد سيليسيوم در سيال برش موجب كاهش سطح تماس ابزار-براده شده و اصطكاك كاهش مي‌يابد و در نتيجه موجب كاهش سايش ابزار و بهبود كيفيت سطح در روش حداقل مقدار روانكار-خنك‌كار مي‌شود.

Super alloys, are metal with high toughness and low thermal conductivity that they have low machinability. Sever tool wear and unsuitable surface roughness in machining of these materials are the main challenges for machining process. In this study, the effect of the cutting fluid types under minimum quantity cooling-lubrication method on work‌ piece surface roughness and tool wear in machining of A286 super alloy were studied and their results were compared with wet and dry methods. For this purpose, vegetable based lubricant and nanoparticles in minimum quantity lubrication along with cryogenic cooling were used. The results of surface roughness survey under Ra criterion showed that using of vegetable-based lubricant with nano silicon oxide under minimum quantity lubrication and cooling with liquid nitrogen are caused the surface roughness decreased 30-75% compare to dry condition and 15-64% decreased compare to wet lubrication. Also due to very low surface roughness variations compare to cutting parameter variations; this method has low sensitivity to cutting parameter variations. Nano silicon oxide in cutting fluids caused to decrease metal-metal contact surface and friction and thus it reason to decrease the tool wear and improve the surface quality in minimum quantity cooling-lubrication method.