Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Dung Dịch Nano Trong Bôi Trơn Tối Thiểu Đến Quá Trình Phay Cứng Thép 60Si2Mn

• Tác giả: Trần Thế Long
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Minh Đức
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Dung Dịch Nano Trong Bôi Trơn Tối Thiểu Đến Quá Trình Phay Cứng Thép 60Si2Mn
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Lý do lựa chọn đề tài
• 1.2. Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu
• 1.2.1. Mục tiêu chung
• 1.2.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.2.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.2.4. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 2. TỔNG QUAN VỀ BÔI TRƠN TỐI THIỂU VỚI DẦU CẮT NANO TRONG GIA CÔNG VẬT LIỆU CỨNG
• 2.1. Một số khái niệm cơ bản
• 2.2. Gia công vật liệu cứng
• 2.3. Bôi trơn tối thiểu MQL
• 2.4. Bôi trơn tối thiểu dùng dầu cắt nano NF MQL
• 2.5. Tổng quan các kết quả nghiên cứu nước ngoài về ứng dụng NF MQL cho quá trình gia công vật liệu cứng
• 2.6. Tổng quan về gia công vật liệu cứng
• 2.7. Tổng quan về ứng dụng MQL trong gia công cắt gọt
• 2.8. Tổng quan về ứng dụng MQL cho phay cứng
• 2.9. Tổng quan về ứng dụng NF MQL cho phay vật liệu cứng
• 2.10. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước
• 2.11. Kết luận chương 1
• 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM VỀ MQL CÓ SỬ DỤNG DẦU CẮT NANO KHI PHAY VẬT LIỆU CỨNG
• 3.1. Cơ chế tạo phoi trong gia công vật liệu cứng
• 3.2. Mòn và tuổi bền của dụng cụ cắt
• 3.3. Chất lượng bề mặt gia công
• 3.4. Ảnh hưởng của NF MQL đến quá trình cắt khi gia công vật liệu cứng
• 3.5. Cơ chế tác động của NF MQL đến quá trình cắt khi gia công vật liệu cứng
• 3.6. Ảnh hưởng của các thông số NF MQL đến quá trình cắt khi gia công vật liệu cứng
• 4. VẬT LIỆU VÀ TRANG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
• 4.1. Vật liệu và hệ thống trang thiết bị thí nghiệm
• 4.2. Quy trình điều chế dầu cắt nano
• 5. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA NF MQL VÀ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA QUÁ TRÌNH PHAY CỨNG THÉP 60Si2Mn
• 5.1. Nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của loại dầu cắt, loại hạt nano, áp suất và lưu lượng dòng khí đến quá trình cắt khi phay cứng thép 60Si2Mn
• 5.2. Triển khai thí nghiệm và số liệu thí nghiệm
• 5.3. Xử lý số liệu và kết quả
• 5.4. Nghiên cứu xác định nồng độ hạt nano, áp suất và lưu lượng dòng khí tối ưu khi phay cứng thép 60Si2Mn
• 5.4.1. Triển khai thí nghiệm và số liệu thí nghiệm
• 5.4.2. Xử lý số liệu thí nghiệm và kết quả
• 5.4.3. Xác định áp suất, lưu lượng và nồng độ hạt tối ưu
• 5.5. Phân tích cấu trúc tế vi bề mặt
• 5.6. Nghiên cứu xác định chế độ cắt tối ưu khi phay cứng thép 60Si2Mn
• 5.6.1. Triển khai thí nghiệm và số liệu thí nghiệm
• 5.6.2. Xử lý số liệu thí nghiệm và kết quả
• 5.6.3. Xác định nồng độ hạt nano, vận tốc cắt và lượng chạy dao tối ưu
• 5.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ hạt nano Al2O3 trong dầu cắt NF đến lực cắt, mòn, tuổi bền của dụng cụ và CLBM khi phay cứng thép 60Si2Mn
• 5.7.1. Triển khai thí nghiệm và kết quả
• 5.7.2. Thảo luận kết quả
• 5.8. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào quá trình gia công một số loại căn đệm
• 5.9. Kết luận chương 4
• 6. KẾT LUẬN CHUNG
• 6.1. Các kết quả chính và đóng góp của luận án
• 6.2. Hạn chế và định hướng nghiên cứu tiếp theo
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ THUỘC NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Dung Dịch Nano

Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch nano trong bôi trơn tối thiểu đến quá trình phay cứng thép 60Si2Mn là một lĩnh vực đang thu hút sự quan tâm lớn trong ngành công nghiệp chế tạo. Bôi trơn tối thiểu (MQL) sử dụng dung dịch nano không chỉ giúp cải thiện hiệu suất gia công mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Việc áp dụng công nghệ này trong gia công vật liệu cứng như thép 60Si2Mn có thể mang lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế và kỹ thuật.

1.1. Khái Niệm Về Dung Dịch Nano Trong Bôi Trơn

Dung dịch nano là sự kết hợp giữa dầu cắt và các hạt nano, giúp cải thiện tính chất bôi trơn. Hạt nano như Al2O3 có khả năng làm giảm ma sát và nhiệt độ trong quá trình cắt, từ đó nâng cao hiệu quả gia công.

1.2. Lợi Ích Của Bôi Trơn Tối Thiểu Trong Gia Công

Bôi trơn tối thiểu giúp tiết kiệm dầu cắt, giảm lượng chất thải và cải thiện chất lượng bề mặt gia công. Công nghệ này cũng giúp giảm thiểu hiện tượng mài mòn dụng cụ cắt, kéo dài tuổi thọ của dụng cụ.

II. Thách Thức Trong Quá Trình Phay Cứng Thép 60Si2Mn

Quá trình phay cứng thép 60Si2Mn gặp nhiều thách thức do độ cứng cao và điều kiện gia công khắc nghiệt. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phay bao gồm lực cắt, nhiệt độ và độ mòn của dụng cụ cắt. Việc sử dụng dung dịch nano trong bôi trơn tối thiểu có thể giúp giảm thiểu những vấn đề này.

2.1. Ảnh Hưởng Của Lực Cắt Đến Quá Trình Phay

Lực cắt lớn có thể gây ra hiện tượng mài mòn nhanh chóng cho dụng cụ cắt. Việc sử dụng dung dịch nano giúp giảm lực cắt, từ đó cải thiện hiệu suất gia công.

2.2. Nhiệt Độ Trong Quá Trình Cắt

Nhiệt độ cao trong quá trình cắt có thể dẫn đến hư hỏng dụng cụ cắt. Dung dịch nano có khả năng dẫn nhiệt tốt, giúp làm mát vùng cắt hiệu quả hơn.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Dung Dịch Nano

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc thử nghiệm với các loại dầu cắt khác nhau và nồng độ hạt nano khác nhau. Các thông số như áp suất, lưu lượng dòng khí cũng được điều chỉnh để đánh giá ảnh hưởng đến quá trình phay cứng thép 60Si2Mn.

3.1. Thiết Kế Thí Nghiệm Đánh Giá Ảnh Hưởng

Thiết kế thí nghiệm bao gồm việc xác định các thông số như nồng độ hạt nano, áp suất và lưu lượng dòng khí để đánh giá ảnh hưởng đến lực cắt và chất lượng bề mặt.

3.2. Phân Tích Kết Quả Thí Nghiệm

Kết quả thí nghiệm sẽ được phân tích để xác định mối quan hệ giữa các thông số và hiệu suất gia công. Việc này giúp tối ưu hóa quy trình phay cứng.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Dung Dịch Nano Trong Gia Công

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng dung dịch nano trong bôi trơn tối thiểu có thể cải thiện đáng kể hiệu suất gia công thép 60Si2Mn. Các ứng dụng thực tiễn của công nghệ này đang được triển khai trong nhiều nhà máy chế tạo.

4.1. Cải Thiện Chất Lượng Bề Mặt Gia Công

Sử dụng dung dịch nano giúp cải thiện chất lượng bề mặt gia công, giảm thiểu nhám bề mặt và tăng độ bóng cho sản phẩm.

4.2. Tăng Tuổi Thọ Dụng Cụ Cắt

Việc giảm ma sát và nhiệt độ trong quá trình cắt giúp kéo dài tuổi thọ của dụng cụ cắt, từ đó giảm chi phí sản xuất.

V. Kết Luận Về Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Dung Dịch Nano

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng dung dịch nano trong bôi trơn tối thiểu có ảnh hưởng tích cực đến quá trình phay cứng thép 60Si2Mn. Công nghệ này không chỉ nâng cao hiệu suất gia công mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

5.1. Tương Lai Của Công Nghệ Bôi Trơn Tối Thiểu

Công nghệ bôi trơn tối thiểu sử dụng dung dịch nano hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển và được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo.

5.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa các thông số công nghệ và mở rộng ứng dụng của dung dịch nano trong các loại vật liệu khác.