مطالعه تاثير نوع روانكار و جنس ابزار (چرخ سنگ) در عملكرد روانكاري كمينه در فرآيند سنگ زني سراميك هاي پيشرفته

Study of the effect of lubricant type and tool (grinding wheel) material on the performance of minimum quantity lubrication in grinding of advanced ceramics

سراميك‌هاي پيشرفته دسته اي از مواد هستند كه به دليل دارا بودن خواصي از جمله پايداري در دماهاي بالا، استحكام زياد، مقاومت به سايش زياد و مقاومت بالا در برابر خوردگي در بسياري از صنايع كاربرد پيدا كرده‌اند. فرآيند سنگ‌زني از جمله مهمترين و متداول‌ترين روش‌هاي براده‌برداري و پرداخت سراميك‌ها محسوب مي‌شود. با اين وجود قابليت ضعيف ماشينكاري، عيوب سطحي زياد در قطعه‌كار كه به دليل تردي سراميك‌ها و نيروهاي زياد در سنگ‌زني آن‌ها بوجود مي‌آيد، نرخ سايش زياد چرخ سنگ الماس (ابزار)، هزينه‌هاي بالاي ناشي از استفاده از سيال خنك‌كننده، زمان‌بر بودن فرآيند، راندمان پايين براده‌برداري (نرخ توليد پايين) از جمله مشكلات سنگ‌زني سراميك ها مي‌باشد. تكنيك جديد روانكاري كمينه از جمله روش‌هايي است كه اخيراً در فرآيندهاي ماشينكاري با هدف بهبود عملكرد روانكاري سيال، كاهش مصرف سيال و ترويج استفاده از سيالات كم خطر و حافظ محيط زيست معرفي شده است. در اين پژوهش به جهت بررسي اثر تكنيك روانكاري كمينه بر قابليت سنگ‌زني سراميك‌ها از اين تكنيك در فرآيند سنگ‌زني سراميك‌ زيركونيا استفاده شده است. همچنين از آنجايي كه نوع روانكار و جنس چرخ سنگ مي‌تواند بر عملكرد روانكاري كمينه در اين فرآيند تأثيرگذار باشد، از‌اين‌رو نوع روانكار و جنس چرخ سنگ الماس به عنوان متغير در آزمايش‌ها استفاده شده است. نيروهاي سنگ‌زني، زبري سطح و بافت سطح سنگ زده شده در اين فرآيند مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند. نتايج نشان مي‌دهد كه در شرايط روانكاري كمينه، انتخاب مناسب نوع روانكار و جنس ابزار مي‌تواند به طور قابل ملاحظه‌اي بر قابليت سنگ‌زني سراميك‌ زيركونيا تأثيرگذار باشد.

Advanced ceramics are a group of materials that have been used in many industries due to their properties such as high temperature stability, high strength, high abrasion resistance and high corrosion resistance. Grinding process is one of the most important and most commonly used techniques for machining and polishing of ceramics. However, poor grindability, high surface defects in the workpiece due to the brittleness of ceramics and the high grinding forces, high wear rate of diamond wheel (tool), high costs due to the use of cutting fluid, low cutting productivity (low production rate), are of the problems of ceramics grinding. The minimum quantity lubrication (MQL) new technique is one of the methods recently introduced in machining processes aimed at improving lubrication performance of cutting fluids, reducing fluid consumption and promoting the use of low-hazard and environmentally friendly fluids. In this study, the minimum quantity lubrication technique was used in the grinding process of zirconia ceramic in order to investigate its effects on the grindability of ceramics. Also, since the type of lubricant and grinding wheel can affect the performance of minimum quantity lubrication in this process, the type of lubricant and diamond wheel were used as variables in the experiments. The grinding forces, surface roughness and surface texture of the grinded samples have been evaluated. The results show that under the minimum quantity lubrication conditions, applying the appropriate type of lubricant and grinding wheel can significantly affect the grindability of zirconia ceramic.