Titanyum Cebi Frezeleme İçin Soğutma Sıvısı ve MQL Karşılaştırması

Titanyum Alaşımlar ısı iletkenliğinin kötü olması (Ti-6Al-4V için 6,7 W/m·K) ve kimyasal reaktivite, ceb için benzersiz zorluklar ortaya koyar frezeleme işlemleri. Sel soğutma, ısı dağıtmada endüstri standardı olmuş olsa da, artan çevre kaygıları ve maliyet baskısı MQL alternatiflerine olan ilgiyi artırmıştır. Memeden tasarımındaki ve biyolojik olarak parçalanabilen yağlayıcıların (örneğin ester bazlı formülasyonlar) son gelişmeleri, uygulanabilirlik tartışmasını yeniden canlandırmıştır. Bu çalışma, hem yöntemin sistemli karşılaştırılmasıyla oluşan bilgi boşluğunu, özellikle kesme mekaniği ve işlemenin ardından oluşan metalurjik etkiler açısından ele alarak gidermeye yöneliktir.

Yöntem

1. Deneysel Tasarım

Tam faktöriyel tasarım (3×3 matris), soğutma stratejilerini (sel, MQL, hibrit) kesme parametrelerine karşı test etti. MQL sistemi, 6 bar basınçta 0,5 mm memeden saatte 50 mL aerosol yağlayıcı (Accu-Lube LB-12) dağıttı.

2. Veri Toplama

• Kesme kuvvetleri: Kistler 9257B dinamometre

• Takım aşınması: Keyence VHX-7000 dijital mikroskop (ISO 3685 standartları)

• Isıl veriler: FLIR A655sc IR kamera (±2°C doğruluk)

Sonuçlar ve Analiz

1.Kesme Kuvveti Dinamikleri

MQL, daha düşük sürtünme katsayıları nedeniyle ortalama bileşke kuvvetlerde azalmaya (Fxy = 210 N vs. 265 N (flood)) neden oldu. Frekans alanı analizi, MQL'de %25-30 daha küçük titreşim genlikleri ortaya koydu.

2.Takım Ömrü Karşılaştırması

Yan yüzey aşınma ilerleme eğrileri, MQL'nin takım ömrünü VBmax = 0.3 mm seviyesine ulaşmadan önce 148 dakikaya (flood için 112 dakika) çıkardığını gösterdi. EDS analizi, MQL ile işlenmiş takımlarda %60 daha az titanyum adhezyonu tespit etti.

Tartışma

MQL'nin üstün performansı, mikro damlacıkların takım-çip ara yüzeylerine nüfuz ettiğini öne süren tribolojik modellerle uyumludur. Ancak, derin boşluklardaki (oran >5:1) çip tahliye sorunları, kuvvetleri geçici olarak %15 artırmıştır; bu da senaryoya özgü sınırlamaları göstermektedir. Endüstriyel kullanıcılar, bu bulguları soğutucu sıvı geri kazanım altyapı maliyetleriyle karşılaştırmalıdır.

Sonuç

MQL, titanyum boşaltma frezelenmesinde takım ömrü (yüzde 32 iyileşme) ve yüzey kalitesi açısından açık avantajlar sunmaktadır. Gelecek çalışmalar, yüksek boyut oranına sahip geometriler için pulsuz MQL uygulaması ve nano-eklemli yağlayıcıları incelemelidir.