유 emulsion 기반 나노 절삭 유체의 특성

유화 기반 절삭유는 물과 절삭유의 혼합물로, 우수한 냉각 및 윤활 특성을 제공합니다. 나노 그래파이트, 나노 붕산, 또는 나노 몰리브덴 이황화물과 같은 나노 입자가 에멀전 절삭유에 추가되면, 그들의 열 전도성과 항마찰 능력이 크게 향상됩니다. 나노입자의 독특한 특성, 즉 높은 표면적과 뛰어난 물리적 및 화학적 안정성은 냉각 효율, 윤활 성능 및 산화 저항성을 향상시킵니다.

나노 절삭유를 생산하는 것은 도전적인 과정입니다. 나노입자는 기초 유체 내에서 균일하게 분산되어야 하며 안정적인 현탁 상태를 유지해야 합니다. 연구에서는 나노입자를 0.3%의 중량 비율로 포함시켜 안정적인 나노 절삭유를 성공적으로 제조하였으며, 선회 작업에서 유망한 결과를 얻었습니다.

금속 가공에서 에멀전 기반 나노 절삭 유체의 응용

절단 온도를 제어하는 것은 금속 가공에서 공구 수명과 작업물 품질에 매우 중요합니다. 전통적인 건식 절단에서는 공기를 냉각제로 사용하지만, 낮은 열전도율로 인해 절단 구역에서 발생하는 높은 온도를 줄이는 데는 불충분합니다. 이로 인해 과도한 공구 마모, 미세 균열 및 불량한 표면 거칠기가 발생할 수 있습니다. 습식 절단은 더 나은 냉각을 제공하지만, 대량의 절단 유체가 필요하여 환경 및 비용 문제를 야기합니다.

나노 에멀전 절삭유는 특히 최소량 윤활(MQL) 시스템에서 사용될 때 혁신적인 솔루션을 제공합니다. MQL은 기존의 습식 가공에 비해 절삭유의 양을 약 1/3에서 1/4 정도만 사용합니다. 이것은 비용을 크게 줄이고 폐기물 처리의 환경 영향을 최소화합니다. 나노 에멀전 절삭유는 공구-작업물 인터페이스에서 보호 윤활 필름을 형성하여 절삭력과 온도를 효과적으로 줄이고 가공 효율성과 표면 마감을 개선합니다.

실험 결과 및 장점 분석

연구에 따르면 나노 에멀전 절삭유는 여러 주요 분야에서 건식 절삭 및 전통적인 에멀전 유체보다 우수한 성능을 보입니다. 나노입자의 높은 열전도율은 절삭 영역에서 열을 신속하게 방출하여 공구와 작업물의 접촉 온도를 효과적으로 낮춥니다. 도구 마모 감소: 나노입자는 가공 중에 미세 보호층을 형성하여 마찰과 마모를 최소화하고 공구 수명을 연장합니다. 개선된 표면 거칠기: 나노 절삭유는 가공 과정을 안정화하고 진동을 줄여 우수한 표면 마감을 제공합니다. 절삭력 감소: 향상된 윤활 특성으로 절삭 과정이 더 부드러워지고 에너지 소비가 줄어듭니다.

가공 성능을 향상시키는 것 외에도, 나노 에멀전 절삭유는 상당한 환경적 및 경제적 이점을 제공합니다. 전통적인 절삭유는 미생물 오염에 취약하여 유지 관리 비용을 증가시키고 작업자에게 건강 위험을 초래합니다. MQL 시스템에서 나노 에멀전 절삭유를 적용하면 유체 소비와 폐기물 배출이 극적으로 감소하여 현재의 환경 규정 및 지속 가능성 목표에 부합합니다.

유화 기반 나노 절삭유의 도입은 금속 가공 산업에 새로운 가능성을 열어주었습니다. 절삭 온도를 낮추고, 공구 마모를 최소화하며, 가공물 표면 품질을 개선하고, 환경 영향을 완화하는 뛰어난 성능은 고효율 가공과 지속 가능성을 달성하기 위한 윈-윈 전략을 지원합니다. 기술이 계속 발전함에 따라 나노 절삭유는 다양한 분야에서 더 큰 가치를 보여줄 것으로 기대됩니다.