19、基于微量润滑技术的植物基润滑剂对AISI 316L不锈钢的正交切削性能及AA7075铝板热冲压过程中曲率区域真实接触面积预测

基于微量润滑技术的植物基润滑剂对AISI 316L不锈钢的正交切削性能及AA7075铝板热冲压过程中曲率区域真实接触面积预测

1. 金属加工与润滑剂概述

金属加工，即金属去除过程，是一种通过切削工具逐层去除工件材料以获得所需形状和尺寸的减法制造工艺。在切削过程中，流向切削工具的热通量对刀具磨损有重大影响，因为金属加工时塑性变形通常发生在剪切区。金属加工液（MWF），也就是润滑剂，对于减少表面磨损部件之间的摩擦、延长刀具寿命、降低切削温度、提高加工效率和表面质量至关重要。它们还能在金属 - 金属滑动表面形成保护性润滑层，起到润滑、冷却、清洁和防锈的作用。

微量润滑（MQL）是将压缩空气和切削液混合产生雾状，分散在刀具与工件的接触表面，从而降低温度，改善切屑流动，且其切削液流量远低于传统加工方法。与干切削相比，MQL能提供润滑和冷却效果，延长刀具寿命。然而，矿物油基润滑剂的使用会带来各种健康问题和污染，且全球矿物储量正在减少。因此，寻找替代矿物油基金属加工液的方案成为研究热点，植物油因其无毒、可生物降解和可再生的特点，成为了有潜力的替代品，但植物油的高运动粘度和粘度指数也给其应用带来了挑战。

2. 实验材料与方法

• 工件材料 ：选用AISI 316L不锈钢圆盘，厚度为2mm。该不锈钢具有良好的耐腐蚀性、抗热氧化性、高屈服强度和能量吸收性能，在高温下仍能保持高强度，且具有良好的制造特性和抗氯性及抗应力腐蚀开裂性能。其元素组成如下表所示：
  | 元素 | 含量（wt.%） |
  | — | — |
  | 碳 | 0.025 |
  | 氮 | 0.068 |
  | 硫