氧化铝纳米颗粒增强切削液在17-4PH钢加工中的表面完整性优化研究

为解决17-4PH不锈钢因导热性差导致的刀具早期失效和表面光洁度不足问题，研究人员创新性地采用氧化铝纳米颗粒(Al2O3 80nm)强化米糠油/二乙基油作为润滑介质。通过27组车削实验发现，添加Al2O3的米糠油使表面粗糙度降低18.22%，切削力(Fz)、进给力(Fx)和推力(Fy)分别减少8.89%-9.14%，为高难度材料加工提供了新型纳米润滑解决方案。

　　

17-4PH马氏体不锈钢因其较低的导热性能成为机械加工领域的挑战性材料，过高的切削温度常导致刀具过早失效和表面质量下降。这项突破性研究探索了纳米氧化铝(Al₂O₃ 80nm)增强型生物润滑剂的创新应用——将0.25-1.25vol.%的纳米颗粒分别掺入米糠油和二乙基油基液，通过精密调控纳米流体粘度与热导率的平衡关系。

采用响应面分析法(RSM)建立的数学模型显示，在最优参数下，纳米流体展现出卓越的加工性能：与传统润滑剂相比，Al₂O₃-米糠油复合体系使三维切削力分量(F_x,F_y,F_z)降低4.66%-9.14%，表面粗糙度(Ra)显著改善18.22%。方差分析(ANOVA)证实，纳米颗粒的"微轴承效应"和增强的热传递能力共同优化了切屑形态，延长了刀具寿命。这项研究为高硬度合金的绿色加工提供了兼具环境友好与高性能的纳米润滑技术方案。