دراسة مقارنة طرق التشحيم لمعالجة 6061T6 الألومنيوم

في ورشة عمل التصنيع الدقيق، حيث الأدوات الدورية عالية السرعة تفرك بشدة ضد مواد سبيكة الألومنيوم وسط شرارات تطير، يواجه المهندسون معضلة حرجة:اختيار طريقة التشحيم المثلى التي تضمن الانتهاء الممتاز للسطح، يطيل عمر الأدوات ، ويحافظ على المسؤولية البيئية ، ويقدم كفاءة التكلفة. يركز هذا التحقيق على عمليات تحويل سبائك الألومنيوم 6061-T6 ، مقارنة منهجيةنصف جاف (حد أدنى لعدد التشحيم - MQL)، و ظروف المعالجة الرطبة للكشف عن تأثيراتها على خشونة السطح ، و ارتداء الأدوات ، وتشكيل الشظايا.

أجرى فريق البحث تجارب تحويل دقة باستخدام محول من داربرت ماكينري مجهزة بأدوات قطع متخصصةزاوية الإغاثة 11 درجة)شملت المعلمات التجريبية:

• سرعة القطع:79.40-661.54 م/دقيقة
• معدل التغذية:0.0508-0.2845 ملم/دورة
• عمق القطع:1 ملم
• ظروف التشحيم:جاف، شبه جاف (MQL عند 3.06، 1.75، و 0.6 مل/دقيقة) ، و رطبة

يتم عرض التركيب الكيميائي للسبائك الألومنيوم 6061-T6 في الجدول 1:

تضمنت الإعداد التجريبي نظام MQL متقدم يحتوي على فوهة SB202010 لتفجير الهواء (System Tecnolub Inc.) بقوس فتحة 0.25 ملم.المحاكاة الحسابية لديناميكا السوائل (CFD) باستخدام FINE/Open 2.11.1 البرنامج الأمثل نمط الرش، نمذجة تدفق الهواء أحادي المرحلة من خلال ما يقرب من 1 مليون عنصر محدود.

عند سرعة قطع 207 م/دقيقة، أظهرت قياسات خشونة السطح:

• أدت الظروف الرطبة إلى ارتفاع الخامة من MQL والتصنيع الجاف بمعدلات تغذية منخفضة (0.05-0.10 ملم / rev)
• تجاوزت الخامة MQL المعالجة الجافة عند معدلات التغذية أعلى من 0.10 ملم / دورة
• ميكروكوت 400 المزلق يقدم باستمرار التشطيب السطحي الأفضل مقارنة بـ Mecagreen 550
• الحسابات النظرية للخامة (Rath = 0.0321 × f2 / re) قلل من القيم الفعلية عند التغذية المنخفضة ولكن تم تقديرها أكثر عند التغذية العالية

بعد 40 دقيقة من المعالجة المستمرة:

• ظروف الجفاف و MQL (3.06 مل/دقيقة) أظهرت ارتداءً ضئيلًا في أطراف الأدوات
• المعالجة الرطبة تعرضت لتدهور رأس الأداة القياسية
• معدلات تدفق MQL المنخفضة (0.6 مل / دقيقة) ارتداء متسارع مع Mecagreen 550
• أظهرت Microkut 400 حماية أفضل من ارتداء Mecagreen 550 عند معدلات تدفق متساوية

تحليل الشريحة قد أدى إلى هذه الرؤى:

• انخفضت سمك الشريحة مع زيادة سرعة القطع في معدلات تغذية عالية
• معدل ترقية الشريحة (عمق القطع / سمك الشريحة) ينخفض مع زيادة الإمدادات
• أنتجت Microkut 400 معامل ترقية أعلى من Mecagreen 550 عند تدفق 3.06 ml/min
• كشف تحليل XRD عن زيادة حجم الحبوب مع معدلات تغذية أعلى، مما يشير إلى آثار حرارية

أظهرت القياسات البيئية:

• تركيز الكتلة الإجمالي يصل إلى ذروته عند سرعات قطع أقل
• المعدات الجافة أنتجت أيروزولات أقل من MQL والظروف الرطبة
• انخفاض التقسيم في الشرائح الجافة يرتبط بانخفاض انبعاثات الجسيمات

أدت الدراسة الشاملة لمعالجة الألومنيوم 6061-T6 إلى النتائج الرئيسية التالية:

1. التشحيم الرطب ينتج بشكل عام التشطيب السطحي الأدنى ، خاصة عند معدلات التغذية المنخفضة
2. MQL مع Microkut 400 يوفر التوازن الأمثل بين جودة السطح وحماية الأدوات
3. يختلف استهلاك الطاقة للخفض بشكل كبير مع نوع المزلق ومعدل التدفق
4. يظهر التصنيع الجاف مزايا بيئية من خلال خفض انبعاثات الأيروسول

تشير هذه النتائج إلى أن أنظمة MQL التي تستخدم مواد التشحيم المتقدمة مثل Microkut 400 قد تمثل الحل الأكثر استدامة لمعالجة الألومنيوم ،الجمع بين الأداء التقني والمسؤولية البيئيةيجب أن تبحث الأبحاث المستقبلية في تركيبات ومساحات التشحيم المثلى وطرق التسليم لزيادة تعزيز كفاءة التصنيع مع تقليل استهلاك الموارد إلى أدنى حد ممكن.