The Influence of Cutting Fluid Containing Zinc Aspartate on the Wear of Cutting Tools During Turning

• Autorzy: Madej Monika , Kowalczyk Joanna , Ozimina Dariusz , Nowakowski Łukasz , Kulczycki Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.5965

Warianty tytułu

PL

Wpływ cieczy obróbkowej z asparaginianem cynku na zużywanie narzędzi skrawających podczas toczenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of tests of the wear of cutting tools following the process of facing with lubrication with cutting fluids. The tests were carried out on a CNC lathe with the use of two cutting fluids: one based on mineral oil and the other containing zinc aspartate. After machining, the tool wear was measured using a stereoscopic inspection microscope. Observation of surface morphology and identification of elements was performed using a scanning electron microscope with a EDS analyser. Measurements of the geometric structure of the surface of turned elements were performed using an optical profilometer. The non-toxic coolant with zinc aspartate used in the tests resulted in the formation of surface layers enriched with zinc compounds, which directly translated into the improvement of technological quality of the workpiece.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań zużycia narzędzi skrawających po procesie toczenia poprzecznego ze smarowaniem cieczami obróbkowymi. Badania wykonano na tokarce sterowanej numerycznie z zastosowaniem dwóch cieczy chłodząco-smarujących na bazie oleju mineralnego oraz zawierającej asparaginian cynku. Po obróbce zmierzono zużycie narzędzi za pomocą stereoskopowego mikroskopu inspekcyjnego. Obserwacje morfologii powierzchni i identyfikację pierwiastków przeprowadzono przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego z analizatorem EDS. Pomiary struktury geometrycznej powierzchni elementów toczonych wykonano profilometrem optycznym. Zastosowane w badaniach nietoksyczne chłodziwo z asparaginianem cynku spowodowało powstanie warstw wierzchnich wzbogaconych w związki cynku, co bezpośrednio przełożyło się na poprawę jakości technologicznej detalu.

Słowa kluczowe

EN

cutting fluid; turning; friction; wear; cemented carbides; a-C:H coating

PL

ciecz obróbkowa; toczenie; tarcie; zużycie; węgliki spiekane; powłoka a-C:H

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 4
• Strony: 53--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Madej Monika

• Kielce University of Technology, Faculty of Mechatronics and Mechanical Engineering,Tysiąclecia Państwa Polskiego 7 Ave., 25-314 Kielce, Poland

autor

Kowalczyk Joanna

• Kielce University of Technology, Faculty of Mechatronics and Mechanical Engineering,Tysiąclecia Państwa Polskiego 7 Ave., 25-314 Kielce, Poland

autor

Ozimina Dariusz

• Kielce University of Technology, Faculty of Mechatronics and Mechanical Engineering,Tysiąclecia Państwa Polskiego 7 Ave., 25-314 Kielce, Poland

autor

Nowakowski Łukasz

• Kielce University of Technology, Faculty of Mechatronics and Mechanical Engineering,Tysiąclecia Państwa Polskiego 7 Ave., 25-314 Kielce, Poland

autor

Kulczycki Andrzej

• Air Force Institute of Technology, Księcia Bolesława 6 Street, 01-494 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. John M. R. S., Shrivastava K., Banerjee N., Madhukar P. D., Vinayagam B. K.: Finite element method-based machining simulation for analyzing surface roughness during turning operation with HSS and carbide insert tool, Arabian Journal of Science and Engineering, 38 (2013), pp. 1615–1623.
• 2. Ozimina D., Kowalczyk J., Madej M.: The impact of biodegradable cutting fluid on the tribological properties of the friction pairs, Tribologia, 1 (2016), pp. 69–80.
• 3. Dolinšek S., Kopač J.: Mechanism and types of tool wear; particularities in advanced cutting materials, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 19, 1 (2006), pp. 11–18.
• 4. Szczerek M.: Metodologiczne problemy systematyzacji eksperymentalnych badań tribologicznych, ITeE, Radom 1997.
• 5. Ozimina D.: Przeciwzużyciowe warstwy wierzchnie w układach tribologicznych, M33, Wyd. PŚk, Kielce 2002.
• 6. Ozimina D., Madej M., Kowalczyk J., Ozimina E., Płaza S.: Tool wear in dry turning and wet turning with nontoxic cutting fluid, Industrial Lubrication and Tribology, 70, 9 (2018), pp. 1649–1656.
• 7. Mamalis A. G., Kundrak J., Gyani K.: On the Dry Machining of Steel Surfaces Using Superhard Tools, The international Journal of Advanced Manufacturing Technology, 19, 3 (2002), pp. 157–162.
• 8. Vardhaman B. S. A., Amarnath M., Durwesh J., Ramkumar J., Chelladurai H., Roy M. K.: Influence of coconut oil on tribological behavior of carbide cutting tool insert during turning operation, Jorunal off the Brazilian Society of Mechanical Science and Engineering, 40 (2018), p. 450.
• 9. Bartz W. J.: Lubricants and the environment, Tribology International 31, 1–3 (1998), pp. 35–47.
• 10. Gupta K.: Innovations in Manufacturing for Sustainability, Springer, Switzerland 2019.
• 11. Madej M.: Właściwości powłok diamentopodobnych, Inżynieria Maszyn, 16, 4 (2011), pp. 35–42.
• 12. Jethanandani R.: The Development and Application of Diamond.Like Carbon Films, The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (TMS), 49, 2 (1997), pp. 63–65.
• 13. Berns H., Theisen W.: Ferrous Materials: Steel and Cast Iron, Springer, Berlin 2008.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).