纳米添加剂Al2O3和MoS2在油包水滴射流冷却中的应用研究

淬硬钢高速切削加工易出现切削温度高和刀具磨损快等问题，因此有效冷却和润滑非常重要。提出油包水滴射流(OoW)与纳米粒子相结合的绿色冷却润滑方法，将Al₂O₃和MoS₂分别添加到水和大豆油中得到纳米流体，再混合雾化喷出纳米粒子油包水滴射流(N-OoW)。制备了0.25%和0.75%两种质量分数的纳米流体，形成N_0.25-OoW和N_0.75-OoW两种纳米粒子油包水滴射流方式，并与原OoW方式对比。开展摩擦磨损实验，对比分析摩擦系数及磨痕形貌，再开展两种车削速度下的车削实验，对比分析刀具寿命及刀具磨损。结果表明，N_0.75-OoW方式的摩擦系数、磨痕宽度、磨痕深度和刀具磨损均最小；在切削速度120m/min和200m/min时，相比于OoW,N_0.75-OoW方式的刀具寿命分别提高了29.6%和34.4%;纳米粒子油包水滴射中，单一纳米粒子优异的抗磨减摩性能以及纳米粒子之间的协同效应是降低摩擦磨损及提高刀具寿命的主要原因。