مطالعه اثر پارامترهای برشی و حالات روانکاری خشک و نیمه خشک در انتشار ذرات ریز و فوق ریز حین ماشینکاری کامپوزیت فلزی پایه تیتانیوم (ti-mmc)

کامپوزیت پایه فلزی تیتانیوم (ti-mmc) در محصولات و بخش های مختلف صنعتی جایگزینی مناسب برای آلیاژهای تیتانیوم است. به علت وجود ذرات سرامیکی سخت و ساینده در ماتریس‌های فلزی این ماده، ماشینکاری این دسته از مواد سخت و معمولاً با روانکاری انجام می شود. اندازه و ترکیب ذرات و غبار حاصله در طی فرایندهای روانکاری-ماشینکاری، از جمله فاکتورهای مهم و اصلی در تشخیص و تعیین درجه سمی بودن آلودگی های به دست آمده محیطی هستند. ذرات غبار معلق در اندازه های 2.5-10 میکرون در نای و نایژه ها مانده و ذرات بزرگتر از 10 میکرون به طور معمول در قفسه سینه و بینی قرار می گیرند. نظر به مطالعات اندک در این حوزه، اثرات پارامترهای برشی و حالات روانکاری  بر انتشار ذرات فوق ‌ریز و ریز در حین ماشینکاری ti-mmc مورد مطالعه قرار گرفته است. بر اساس مشاهدات تجربی، اثرات پوشش و سرعت جریان بر کاهش تعداد ذرات فوق ریز واضح بودند. فارغ از نوع پوشش ابزارهای برشی، استفاده از دبی بیشتر در سیال برشی منجر به کاهش ذرات ریز شد و بالعکس هیچ اثر قابل توجهی بر روی ذرات فوق ریز مشاهده نشد. در شرایط برشی مشابه، سطوح بالاتری از ذرات ریز در حالت استفاده از ابزارهای بدون پوشش مشاهده شد. در ابزار بدون پوشش، ذرات فوق ریز کمتری در حالت استفاده از جریان سیال بیشتر مشاهده شد. به طور مشابه در ابزار پوشش داده شده، به جز سطح پایین سرعت برشی، کمترین مقادیر ذرات هنگام استفاده از ابزار پوشش داده شده در بالاترین سطوح دبی و سرعت مشاهده شد.

study the effects of cutting parameters and lubrication conditions on the fine and ultrafine particles in machining titanium-metal matrix composite (ti-mmc)

titanium metal matrix composite (ti-mmc) is a suitable alternative for titanium alloys in various products and industrial sectors. due to the presence of hard and abrasive ceramic particles in the matrix of such material, machining of ti-mmc is generally conducted under lubrication conditions. the size and composition of particles and dust resulting from machining processes are among the critical and primary factors in determining the toxicity of environmental pollution. aerosol emission of 2.5-10 microns remains in the trachea and bronchioles, and particles larger than 10 microns are usually located in the chest and nose. considering limited studies in this domain, the effects of cutting parameters and lubrication conditions on the concentration of ultrafine and fine particles during machining ti-mmc were studied in this work. the effects of coating and flow rate on dust emission reduction were tangible based on experimental observations. regardless of the coating type, using a higher flow rate in the cutting fluid led to reduced fine particles and vice versa; no significant effect was observed on ultrafine particles. in similar cutting conditions, higher levels of fine particles were observed when using uncoated tools. in addition, on the coated tool, except for the low levels of cutting speed, the lowest values of ultrafine particles were observed in addition to high levels of cutting speed and flow rate.