Efektywność olejów roślinnych jako cieczy smarująco–chłodzących w obróbce skrawaniem stali wirnikowych

STRESZCZENIE: Określono efektywność cieczy smarująco-chłodzącej (CSCH) w procesie obróbki ze względu na stan struktury geometrycznej obrobionej powierzchni (SGP). Skrawano wybrane gatunki stali wysokostopowej i żaroodpornej z użyciem CSCH zawierających w swoim składzie oleje roślinne (słonecznikowe i rzepakowe). Opracowano zalecenia doboru parametrów i warunków obróbki tych stali. Wykazano potrzebę stosowania niższych prędkości skrawania w przypadku zwiększonych głębokości skrawania. Dla poprawnego i lepszego odprowadzenia ciepła ze strefy skrawania oraz zwiększenia stabilności procesu wykazano potrzebę stosowania narzędzi o ostrzach o większej masie (przejmowanie ciepła ze strefy skrawania). Zaproponowane CSCH na bazie naturalnych olejów roślinnych w procesach skrawania pozwolą zmniejszyć zużycie chłodziw z produktów ropopochodnych i jednocześnie zagospodarować niewykorzystywane dotychczas oleje roślinne, które często są produktem odpadowym w innych działach gospodarki.

SŁOWA KLUCZOWE: ciecze smarująco-chłodzące, toczenie, ciepło, SGP

ABSTRACT: The efficiency of cutting fluid (CF) in the machining process depending on the condition of the machined surface geometrical structure (SGS) was determined. Assorted grades of high-alloy and heat-resisting steel were machined using CFs containing vegetable oils (sunflower and rapeseed). Recommendations for selection of machining parameters and conditions for these steels were developed. A need to use lower cutting speeds in case of increased cutting depths was demonstrated. For correct and improved heat dissipation from the cutting zone and the improvement of process stability, a need to use tools with blades of a higher mass was demonstrated (heat transfer from the cutting zone). The use of proposed CFs based on natural vegetable oils in cutting processes will allow reduction of use of petroleum-derived coolants and simultaneously, the development of hitherto unused vegetable oils which are often waste products in other industries.

KEYWORDS: cutting fluids, turning, heat, SGS

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Y.M. Shashidhara and S.R.Jayaram, Vegetable oils as a potential cutting fluid - An evolution, Tribology International, 43, 2010, P. 1073-1081.
• K.R. Sathwik Chatra, N.H. Jayadas and Satish V. Kailas. Natural oil - based lubricants, Green Tribology, Green Energy and Technology, 2012, P.287-328.
• Mithun Shah, Umashankar Rawat, V.V.Potdar. A Review on Study of Performance of Vegetable based oils as Cutting Fluid in Machining of Alloys, International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering (IJRAE), V. 1 Issue 11, 2014, P. – 47- 49.
• Sunday Albert Lawal. Review of Application of Vegetable Oil-Based Cutting Fluids in Machining Non-Ferrous Metals, Indian Journal of Science and Technology, V. 6, Issue 1, 2013, P. – 113-118.
• Emel Kuram, Babur Ozcelik and Erhan Demirbas. Environmentally Friendly Machining: Vegetable Based Cutting Fluids, Green Manufacturing Processes and Systems, 2013, P. – 23-47.
• Mohd Saad Saleem, Mohd. Zafaruddin Khan, Md Zakaullah Zaka.Vegetable Oil as an Alternate Cutting Fluid While Performing Turning Operations on a Lathe Machine Using Single Point Cutting Tool, International Journal of Technical Research and Applications, V. 1, Issue 5, 2013, P. 103-105.
• Fracture mechanics and strength of materials: Reference book / Editor-in-chief V. V. Panasyuk. Volume 8. Strength of materials and durability of structural elements of nuclear power plants/ A.I.Balitskii, O.V.Makhnenko, O.A.Balitskii, V.A.Grabovskii, D.M.Zaverbnyi, B.T.Timofeev. Editor A. I. Balitskii – Kyiv: PH “Akademperiodyka”, 2005, 544 p.
• Balitskii A.I, Havrylyuk M.R., Deviatkin R.M., Fedusiv I.R. Concentrate of Modified Sunflower Oil as an Emulsifier of Lubricating-Cooling Liquids. Patent of Ukraine N 89417 MPK ((2013.01) C10M 173/00, C10M 133/02 (2006.01), C10M 129/56 (2006.01), C10M 40/20 (2006.01). Announced N u 2013 10508; 29.08.2013. Publ. 25.04.2014. Bul.N 8, 4 p.
• Balitskii A., Eliasz J., Soszko W., Hawrilyuk M. Modyfikacja powierzchni stali z wykorzystaniem cieczy chlodzaco-smarujacych w celu zwiekszania efektywności procesu skrawania, Obróbka skrawaniem: efektywne wytwarzanie, pod red. Piotra Cichosza, Wroclaw, 2012, 6, P. 333 – 340.
• Alexander Balitski, Maria Hawrilyuk, Jacek Eliasz, Walentyna Balitska, Wiktor Kowalenko. Wplyw cieczy smarujaco-chlodzacych na proces wiercenia stali wysocoazotowej, Obrobka Materialow Trudnoobrabialnych, VII Konferencja Szkoly Obrobki Skrawaniem, Mierzecin, 11-13 wrzesnia, 2013, P. 287-294.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.424