Emülsiyon Tabanlı Nano Kesme Sıvılarının Özellikleri

Emülsiyon bazlı kesme sıvıları, su ve kesme yağı karışımından oluşur ve mükemmel soğutma ve yağlama özellikleri sunar. Nanopartiküller—örneğin nano-grafit, nano-borik asit veya nano-molibden disülfid—emülsiyon kesme sıvılarına eklendiğinde, termal iletkenlikleri ve anti-friksiyon yetenekleri önemli ölçüde artırılır. Nanopartiküllerin yüksek yüzey alanı ve olağanüstü fiziksel ve kimyasal stabilite gibi benzersiz özellikleri, soğutma verimliliğini, yağlama performansını ve oksidasyona karşı direnci artırır.

Nano kesme sıvıları üretmek zorlu bir süreçtir, çünkü nanopartiküllerin temel sıvı içinde uniform bir şekilde dağılması ve stabil bir askıda kalması gerekmektedir. Araştırmalar, %0.3 ağırlık yüzdesinde nanopartiküller ekleyerek stabil nano kesme sıvıları formüle etmeyi başarmış ve tornalama işlemlerinde umut verici sonuçlar elde etmiştir.

Emülsiyon Tabanlı Nano Kesme Sıvılarının Metal İşleme Uygulamaları

Kesme sıcaklıklarını kontrol etmek, metal işleme alanında alet ömrü ve iş parçası kalitesi için kritik öneme sahiptir. Geleneksel kuru kesimde, soğutucu olarak hava kullanılır, ancak düşük termal iletkenliği, kesme bölgelerinde oluşan yüksek sıcaklıkları azaltmak için yetersiz kalır. Bu, aşırı alet aşınmasına, mikro çatlaklara ve kötü yüzey pürüzlülüğüne yol açabilir. Islak kesim daha iyi soğutma sağlasa da, büyük miktarlarda kesme sıvısı gerektirir ve bu da çevresel ve mali zorluklar oluşturur.

Nano emülsiyon kesme sıvıları, özellikle Minimum Miktar Yağlama (MQL) sistemlerinde kullanıldığında, devrim niteliğinde bir çözüm sunar. MQL, geleneksel ıslak işleme ile karşılaştırıldığında kesme sıvısı hacminin yalnızca bir kısmını—yaklaşık üçte bir ile dörtte birini—kullanır. Bu, maliyetleri önemli ölçüde azaltır ve atık bertarafının çevresel etkisini en aza indirir. Nano emülsiyon kesme sıvıları, alet-iş parçası arayüzünde koruyucu bir yağlama filmi oluşturur, bu da kesme kuvvetlerini ve sıcaklıklarını etkili bir şekilde azaltırken işleme verimliliğini ve yüzey kalitesini artırır.

Deneysel Sonuçlar ve Avantaj Analizi

Araştırmalar, nano emülsiyon kesme sıvılarının kuru kesme ve geleneksel emülsiyon sıvılarına göre birkaç önemli alanda daha iyi performans gösterdiğini ortaya koymaktadır: Nanopartiküllerin yüksek termal iletkenliği, kesme bölgesinden ısıyı hızla dağıtarak, alet ve iş parçası arayüz sıcaklıklarını etkili bir şekilde azaltır. Azaltılmış Alet Aşınması: Nanopartiküller, işleme sırasında mikro koruyucu bir katman oluşturur, sürtünmeyi ve aşınmayı en aza indirir ve alet ömrünü uzatır. Geliştirilmiş Yüzey Pürüzlülüğü: Nano kesim sıvıları işleme sürecini stabilize eder ve titreşimleri azaltır, bu da üstün yüzey kalitesi sağlar. Azaltılmış Kesme Kuvvetleri: Geliştirilmiş yağlama özellikleri, kesme sürecini daha pürüzsüz hale getirir ve enerji tüketimini azaltır.

İşleme performansını artırmanın yanı sıra, nano emülsiyon kesme sıvıları önemli çevresel ve ekonomik avantajlar sunar. Geleneksel kesme sıvıları, bakım maliyetlerini artıran ve operatörler için sağlık riskleri oluşturan mikrobiyal kontaminasyona eğilimlidir. Nano emülsiyon kesme sıvılarının MQL sistemlerinde uygulanması, sıvı tüketimini ve atık emisyonlarını dramatik şekilde azaltarak mevcut çevresel düzenlemeler ve sürdürülebilirlik hedefleriyle uyum sağlar.

Emülsiyon bazlı nano kesme sıvılarının tanıtımı, metal işleme endüstrisi için yeni olanaklar açmıştır. Kesme sıcaklıklarını azaltma, alet aşınmasını en aza indirme, iş parçası yüzey kalitesini iyileştirme ve çevresel etkiyi azaltma konusundaki olağanüstü performansları, yüksek verimli işleme ve sürdürülebilirlik sağlamak için kazan-kazan stratejisini desteklemektedir. Teknoloji geliştikçe, nano kesme sıvılarının çeşitli alanlarda daha büyük bir değer göstermesi beklenmektedir.