تاثیر افزودن نانوذرات گرافیت در روانساز بر کیفیت سطحی و سایش ابزار فولاد ماشینکاری شده ۱۶MnCr۵

تحقیق حاضر به بررسی تاثیر استفاده از نانوذرات گرافیت با اندازه دانه بندی متوسط ۴۰۰ نانومتر و خلوص ۹۹.۹% در سیال برشی بر فرایند ماشینکاری فولاد ۱۶MnCr۵ پرداخته است. ماشینکاری در سه عمق براده برداری ۱، ۲ و ۳ میلیمتر و سه سرعت پیشروی ۰.۱۵، ۰.۲۵ و ۰.۳۵ میلیمتر بر دور با استفاده از سیال برشی معمولی و سیال برشی حاوی نانوذرات گرافیت انجام پذیرفته است. بررسی های ریزساختاری سطوح ماشینکاری شده، بررسی تغییرات سختی از سطح براده برداری شده به سمت مرکز قطعه و آزمایش های صافی سطح و سایش ابزار همگی برای بررسی جنبه های مختلف قابلیت ماشینکاری انجام پذیرفته اند. نتایج نشان داده است صرف نظر از عمق براده برداری و سرعت پیشروی، استفاده از نانوذرات گرافیت در سیال برشی در تمامی شرایط ماشینکاری به علت کاهش اصطکاک بین ابزار و قطعه کار، کاهش حرارت تولیدی و کاهش نیروی براده برداری سبب کاهش سایش ابزار و بهبود صافی سطح شده است. بیشترین و کمترین میزان کاهش وزن ابزار برشی در حضور نانوذرات گرافیت به ترتیب ۰.۰۲۲ و ۰.۰۰۲ گرم بوده است. بعلاوه صافی سطح قطعات تحت بیشترین عمق براده برداری و سرعت پیشروی از Ra=۴.۷۹ میکرومتر در حضور سیال برشی آب صابون معمولی به Ra=۳.۲۹ میکرومتر در حضور نانوذرات گرافیت کاهش یافته است. همچنین نتایج بررسی های ریزساختاری موید این واقعیت بوده که استفاده از نانوذرات گرافیت به کاهش جهت گیری های ریزساختاری، کاهش شدت کارسختی و همچنین کاهش ضخامت لایه متاثر از تنش ایجاد شده در سطح قطعه کار انجامیده است.

کلیدواژه ها:

Graphite nanoparticles ، Cutting fluid ، ۱۶MnCr۵ steel ، Tool wear ، Surface roughness ، نانوذرات گرافیت ، سیال برشی ، فولاد ۱۶MnCr۵ ، سایش ابزار ، صافی سطح