关于SiC纳米流体辅助MQL技术在AISI D2工具钢硬铣削中的实验研究

《Journal of Manufacturing and Materials Processing》：An Experimental Study on SiC Nanofluid-Assisted MQL in Hard Milling of AISI D2 Tool Steel

　　

摘要

支持难加工工艺的新技术解决方案正成为当前的研究热点。提升切削区域的冷却润滑效率对于改善切削性能至关重要。本文研究了在AISI D2工具钢的硬铣削过程中，使用SiC纳米粒子增强的润滑油进行微量润滑的效果。通过切削力分量、表面粗糙度、刀具磨损及刀具寿命等指标，将实验结果与干切削以及传统微量润滑方式进行了比较。研究结果表明，与干切削和传统微量润滑相比，SiC纳米流体微量润滑方式能带来更优异的性能：进给力F_x可降低22.3–23.8%，推力F_y可降低20.5–55.3%，切向力F_z可降低26.5–34%，表面粗糙度可降低37–62.3%，刀具磨损可降低46.1–73.3%，同时刀具寿命还可延长80–200%。这些发现表明，加入SiC纳米粒子后，基础油的润滑和冷却效果得到了提升。油滴深入切削区域并形成油膜，有效降低了摩擦和切削热。SiC纳米粒子不仅提升了基础切削油的润滑和冷却性能，还在切削区域内产生了额外的作用机制。此外，监测切削力和表面粗糙度也可作为评估刀具磨损和寿命的辅助指标。这项研究将为改进硬铣削工艺以及应用SiC纳米流体微量润滑技术提供重要的技术指导与理论依据。