Performance evaluation of Ti–6Al–4V grinding using chip formation and coefficient of friction under the influence of nanofluids

Setti, Dinesh; Sinha, Manoj Kumar; Ghosh, Sudarsan; Rao, P. Venkateswara

doi:10.1016/j.ijmachtools.2014.10.005

Cited by 259 publications

(68 citation statements)

References 20 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…It was found that addition of Al2O3 nanoparticle into deionized water helps in reducing grinding force. Setti et al [53] continued the research comparing the performance of two different Nano-fluid (Al2O3/water, and CuO/water) in grinding of Ti-6Al-4V using MQL system. It showed that Al2O3/water reduction in friction coefficient due to its ability to form and prevent tribo films on the work-piece surface.…”

Section: Mql Using Nano-fluid In Grinding Processmentioning

confidence: 99%

Nanofluid as coolant for grinding process: An overview

Kananathan

Samykano

Sudhakar

et al. 2018

IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. This paper reviews the recent progress and applications of nanoparticles in lubricants as a coolant (cutting fluid) for grinding process. The role of grinding machining in manufacturing and the importance of lubrication fluids during material removal are discussed. In grinding process, coolants are used to improve the surface finish, wheel wear, flush the chips and to reduce the work-piece thermal deformation. The conventional cooling technique, i.e., flood cooling delivers a large amount of fluid and mist which hazardous to the environment and humans. Industries are actively looking for possible ways to reduce the volume of coolants used in metal removing operations due to the economical and ecological impacts. Thus as an alternative, an advanced cooling technique known as Minimum Quantity Lubrication (MQL) has been introduced to the enhance the surface finish, minimize the cost, to reduce the environmental impacts and to reduce the metal cutting fluid consumptions. Nanofluid is a new-fangled class of fluids engineered by dispersing nanometre-size solid particles into base fluids such as water, lubrication oils to further improve the properties of the lubricant or coolant. In addition to advanced cooling technique review, this paper also reviews the application of various nanoparticles and their performance in grinding operations. The performance of nanoparticles related to the cutting forces, surface finish, tool wear, and temperature at the cutting zone are briefly reviewed. The study reveals that the excellent properties of the nanofluid can be beneficial in cooling and lubricating application in the manufacturing process.

show abstract

Section: Mql Using Nano-fluid In Grinding Processmentioning

confidence: 99%

Nanofluid as coolant for grinding process: An overview

Kananathan

Samykano

Sudhakar

et al. 2018

IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Dlatego badania naukowców koncentrują się na relacjach i zjawiskach pomiędzy obróbką na sucho a metodami MQL i MQCL [4÷8]. Do tej pory wykazano, że metody MQL i MQCL w porównaniu do obróbki na sucho pozwalają na zmniejszenie chropowatości powierzchni obrobionej [4], zmniejszenie zużycia ostrza skrawającego [5], obniżenie temperatury w strefie skrawania, zmniejszenie tarcia [6] i siły skrawania [7] oraz korzystnie wpływają na kształt wióra [4,5].…”

Section: Abstract: Cutting Force Dry Cutting Mqcl Additives Ep/ Awunclassified

“…W celu zmniejszenia tarcia, a tym samym minimalizowania warunków generowania ciepła, wprowadza się do medium czynnego w metodzie MQL i MQCL dodatki przeciwzatarciowe i przeciwzużyciowe EP/AW [6,8]. Autorzy [6] udowodnili, że dodatek na bazie związku Al2O3 i CuO do oleju bazowego w metodzie MQL powoduje m.in.…”

Section: Abstract: Cutting Force Dry Cutting Mqcl Additives Ep/ Awunclassified

“…Autorzy [6] udowodnili, że dodatek na bazie związku Al2O3 i CuO do oleju bazowego w metodzie MQL powoduje m.in. zmniejszenie sił stycznych i obniżenie temperatury w strefie skrawania.…”

Section: Abstract: Cutting Force Dry Cutting Mqcl Additives Ep/ Awunclassified

“…Zawartość dodatku EP/AW na bazie estru fosforanowego w medium czynnym spowodowała wyraźne zmniejszenie wartości składowych siły skrawania. Może to być spowodowane tworzeniem się tribofilmu na powierzchniach materiału obrabianego i ostrza, co powoduje zmniejszenie współczynnika tarcia na powierzchni natarcia [6]. Chłodzenie strefy skrawania mgłą emulsyjną z dodatkiem EP/AW zmniejsza wartość rozpatrywanych składowych sił skrawania od około 10 do 25% w porów-naniu do obróbki na sucho i od 5 do 19% w porównaniu do metody MQCL.…”

Section: Wyniki Badańunclassified

See 2 more Smart Citations

Influence of the cooling conditions on the cutting force in turning of C45 steel

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

W pracy zaprezentowano wyniki badań wpływu warunków chłodzenia na składowe siły skrawania podczas toczenia stali niestopowej C45. Rozpatrywano trzy sposoby chłodzenia: obróbkę na sucho, metodę MQCL oraz MQCL + EP/AW. Badania wykonano zarówno dla zmiennych parametrów skrawania, jak i dla zmiennych parametrów tworzenia mgły emulsyjnej. Zastosowanie metody MQCL + EP/AW pozwala zmniejszyć wartość siły skrawania w porównaniu do obróbki na sucho od 2,1% do 25%. W trakcie eksperymentu wykorzystano metodę parameter space investigation (PSI Praca ma na celu określenie wpływu metody MQCL na siłę skrawania podczas toczenia stali C45. Wykazano również, jak ważny wpływ na zmniejszenie siły skrawania ma wprowadzenie do medium czynnego dodatku EP/AW na bazie estru fosforanowego. Warunki i metoda badańPodczas badań stosowano ostrze o symbolu według ISO SNUN120408 z węglika spiekanego P25 i oprawkę CS-DBM 2020-M12. Badania siły skrawania wykonywano na tokarce uniwersalnej w zakresie zmiennych parametrów skrawania: prędkości skrawania vc = 70÷420 m/min, posuwu f = 0,05÷0,3 mm/obr i stałej głębokości skrawania 0,5 mm oraz przy zastosowaniu dynamometru typu 9129A firmy Kistler. Dokonywano pomiaru trzech składowych: Fc, Fp i Ff. Częstotliwość próbkowania sygnału ustalono na 1 kHz.W trakcie eksperymentu jako materiał obrabiany zastosowano stal C45, która w obróbce skrawaniem traktowana jest jako stal wzorcowa. Do tworzenia mgły emulsyjnej w metodzie MQCL użyto urządzenia Micronizer Lenox 1LN wyposażonego w pokrętła do regulacji przepływu powietrza P = 1,2÷5,9 l/min i emulsji E = 0,09÷0,45 g/min [8]. Medium czynne stanowił koncentrat emulsji EMULGOL-S na bazie oleju mineralnego, którego stężenie wynosiło 6%. Dodatkiem EP/AW w metodzie MQCL + EP/AW był ester fosforanowy o stężeniu 5%. W trakcie eksperymentu wykorzystano metodę PSI (parameter space investigation) [9]. Wyniki badańAnaliza składowych siły skrawania wymagana jest przy ocenie procesu skrawania i jego warunków od strony fizyczno-technologicznej. Analiza ta wynika z istoty fizycznego mechanizmu procesu oraz aspektów kinematyczno--technologicznych, takich jak: kierunki ruchu skrawania, stereometria ostrza narzędzia, właściwości obrabianego materiału i rodzaj operacji technologicznej. Na podstawie wyników pomiaru składowych siły skrawania według 7 punktów PSI zostały wygenerowane przez program komputerowy równania regresji. Wpływ technologicznych parametrów skrawania na poszczególne składowe siły skrawania przedstawiono na rys. 1÷3.

show abstract

Tribological behaviours of black phosphorus/MoS₂ composites as water‐based lubrication additives

Wang

Dong

Gao

et al. 2021

Lubrication Science

View full text Add to dashboard Cite

In this investigation, a self-assembly method was used to fabricate black phosphorus (BP)/MoS 2 composites as water-based lubrication additives. The tribological behaviours of the lubrication additives for GCr15 steel ball/TC4 titanium alloy disk contact under different mass ratios, loads and rotational speeds were also investigated. The experimental results showed that 0.01 wt.% BP and 0.04 wt.% MoS 2 as water-based lubrication additive have the best the synergistic lubrication effect. Compared with pure water, coefficient of friction (COF) and wear rate of the lubrication additive at the test conditions of 8 N and 150 r/min were reduced by 32.6% and 68.8%, respectively. As the loads increased, the COFs and wear rates of all the lubricants including pure water, BP as water-based lubrication additive (BP-WL), MoS 2 as water-based lubrication additive (MS-WL) and BP/MoS 2 composites as water-based lubrication additive (BM-WL) were all reduced. As the rational speeds increased from 100 to 250 r/min, all the lubricants were firstly decreased and then increased.Based on tribological tests and wear surface analysis, the lubrication mechanism of BM-WL is proposed. The interlaminar shear and the adsorption of BP/MoS 2 composites on the wear surface of the friction pairs are the key to reducing COFs sand wear rates. In addition, the tribo-chemical reaction films consists of FeO/Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 and TiO 2 were formed during the friction process, which can effectively protect the surface of the titanium alloy/steel contact from wear.

show abstract

Performance evaluation of Ti–6Al–4V grinding using chip formation and coefficient of friction under the influence of nanofluids

Cited by 259 publications

References 20 publications

Nanofluid as coolant for grinding process: An overview

Nanofluid as coolant for grinding process: An overview

Influence of the cooling conditions on the cutting force in turning of C45 steel

Tribological behaviours of black phosphorus/MoS₂ composites as water‐based lubrication additives

Contact Info

Product

Resources

About

Performance evaluation of Ti–6Al–4V grinding using chip formation and coefficient of friction under the influence of nanofluids

Cited by 259 publications

References 20 publications

Nanofluid as coolant for grinding process: An overview

Nanofluid as coolant for grinding process: An overview

Influence of the cooling conditions on the cutting force in turning of C45 steel

Tribological behaviours of black phosphorus/MoS2 composites as water‐based lubrication additives

Contact Info

Product

Resources

About

Tribological behaviours of black phosphorus/MoS₂ composites as water‐based lubrication additives