Cho đến nay, cĩ rất nhiều tác giả trong nước đã cĩ nghiên cứu về bơi trơn làm mát khi mài. Sau đây là kết quả của một số tác giả trong nước đã nghiên cứu:
+ Ảnh hưởng của nồng độ và lưu lượng đến chất lượng bề mặt khi mài phẳng đã được Đỗ Đức Trung [9] nghiên cứu. Tác giả đã tiến hành nghiên cứu trên thép ổ lăn SUJ2 bằng AL2O3 và đá CBN trên máy mài phẳng, sử dụng phương pháp tưới tràn với lưu lượng 25 l/p và bốn loại dung dịch tưới nguội: Emulsion, Machinery coolant, Tectyl cool 1240, Tectyl cool 1290. Kết quả đạt được như sau:
Bảng 2.1:Trị số độ nhám bề mặt gia cơng khi mài bằng đá Al2O3 và CBN [9].
Dung dịch Emulsion Tectyl 1240 cool Tectyl 1290 cool Machinery coolant Mài khơ Đá Al203 CBN Al203 CBN Al203 CBN Al203 CBN CBN Ra(µm) 0,86 0,89 0,73 0,89 0,67 1,03 0,84 0,81 0,67
Kết quả trên hình 2.1 cho thấy ảnh hưởng của loại dung dịch trơn nguội đến độ nhám bề mặt gia cơng khi mài bằng đá Al2O3 và CBN theo những qui luật khác nhau. Với đá Al2O3 thì Ramax = 0,86µm khi tưới bằng Emulsion và Ramin= 0,67µm khi tưới bằng Tectyl cool 1290; độ nhám giảm dần theo thứ tự Emulsion, Machinery coolant, Tectyl cool 1240, Tectyl cool 1290; mức độ thay đổi Ra khoảng 28%. Với đá CBN thì Ramax = 1,03µm khi tưới bằng Tectyl cool 1290 và Ramin = 0,67µm khi mài khơ; độ nhám giảm dần theo thứ tự Tectyl cool 1290, Tectyl cool 1240 – Emulsion, Machinery coolant, mài khơ; mức độ thay đổi Ra khoảng 27%.
Hình 2.1 Ảnh hưởng của loại dung dịch trơn nguội đến độ nhám bề mặt gia cơng khi mài bằng đá Al2O3 và CBN [9].
Như vậy sự khác nhau về qui luật ảnh hưởng của loại dung dịch trơn nguội đến độ nhám bề mặt gia cơng khi mài bằng đá Al2O3 và CBN chủ yếu là do sự khác nhau về tác dụng bơi trơn của dung dịch tùy thuộc vào loại đá mài. Do đĩ để giảm độ nhám bề mặt gia cơng cần chọn loại dung dịch trơn nguội hợp lý phù hợp với từng loại đá mài.
Với mỗi loại đá mài thì loại dung dịch trơn nguội ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia cơng qua tác dụng bơi trơn và làm mát của dung dịch. Khi mài khơ bằng đá CBN thì cĩ thể nhiệt cắt cao làm cho lớp kim loại bề mặt gia cơng bị thay đổi cấu trúc dẫn đến tăng khả năng biến dạng đàn hồi, các hạt mài khĩ ăn sâu vào vật liệu gia cơng nên độ nhám bề mặt gia cơng giảm.
+ Một nghiên cứu khác của các tác giả Ngơ Cường và Nguyễn Đình Mãn [14]. Hình 2.2 là kết quả nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của nồng độ dung dịch trơn nguội đến độ nhám bề mặt khi mài thép khơng rỉ 3X13 bằng đá mài cacbit silic đen Sđ [14].
Hình 2.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến độ nhám bề mặt mài [14].
Từ kết quả trên hình 2.2 ta thấy:
- Độ nhám bề mặt lớn nhất khi dùng dung dịch tưới nguội là nước.
- Khi thay đổi nồng độ nhũ tương từ (5÷10)% thì nhám bề mặt giảm nhiều (từ 0,57 đến 0,48µm).
- Khi thay đổi nồng độ nhũ tương từ (10÷15)% thì nhám bề mặt cũng giảm nhưng ít hơn (từ 0,48 đến 0,41µm).
Hình 2.3 là kết quả khi nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến trạng thái bề mặt gia cơng.
Từ hình 2.3 cho thấy: Khi tăng nồng độ dung dịch trơn nguội sẽ làm giảm ứng suất dư vì vậy hiện tượng nứt bề mặt mài do ứng suất cũng giảm theo.
Sở dĩ như vậy là vì nồng độ dung dịch trơn nguội ảnh hưởng đến quá trình hĩa học và ma sát xảy ra ở vùng mài qua đĩ ảnh hưởng đến mịn hĩa học và mịn cơ
học của hạt mài. Kết quả thí nghiệm cho thấy tác dụng bơi trơn của dung dịch trơn nguội ảnh hưởng lớn hơn tác dụng làm mát. Tăng nồng độ dung dịch trơn nguội làm giảm ma sát giữa đá và chi tiết mài do đĩ làm tăng tuổi bền của đá, tuy nhiên tuổi bền của đá cũng chỉ tăng tới một giới hạn nào đĩ ứng với giá trị tối ưu của nồng độ dung dịch (giá trị này thay đổi theo các điều kiện mài cụ thể). Khi mài thép 3X13 bằng đá mài cacbit silic đen Sđ thì giá trị tối ưu của nồng độ dung dịch là khoảng 10%.
Hình 2.3. Ảnh SEM bề mặt mài với dung dịch nhũ tương [14].
a) Nồng độ 5% b) Nồng độ 10%
+ Trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Thu [4], tác giả đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của loại dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề mặt khi mài phẳng. Vật liệu tác giả lựa chọn nghiên cứu là thép 9XC qua tơi; đá mài được lựa chọn là đá Hải Dương. Phương pháp tưới nguội được tác giả lựa chọn là phương pháp tưới tràn
với bốn loại dung dịch tưới nguội là: Dầu Caltex Aquatex 3180, dầu AVANTIN 361I, dầu AVANTIN 300 và dầu JP.Way. Kết quả thu được như sau:
Hình 2.4: Ảnh hưởng của nồng độ và lưu lượng đến độ nhám bề mặt mài đối với dầu Caltex Aquatex 3180.[4]
Hình 2.5: Ảnh hưởng của nồng độ và lưu lượng đến nhám bề mặt khi mài khi dùng dầu AVANTIN361I.[4]
Hình 2.6: Ảnh hưởng của nồng độ và lưu lượng đến nhám bề mặt khi mài khi dùng dầu AVANTIN 300.[4]
Hình 2.7. Ảnh hưởng của nồng độ và lưu lượng đến nhám bề mặt khi dùng dầu JP.Way[4]
Qua nghiên cứu tác giả đã đề xuất được chế độ tưới nguội (nồng độ dung dịch và lưu lượng tưới) hợp lý khi mài phẳng thép 9XC qua tơi bằng đá mài Hải Dương với các loại dung dịch tưới nguội kể trên. Các giá trị nồng độ và lưu lượng tối ưu được đề xuất nên dùng là:
+ Với dầu Caltex Aquatex 3180: sử dụng nồng độ 6 % và lưu lượng tưới 10 l/ph; + Với dầu AVANTIN 361I: sử dụng nồng độ 4 % và lưu lượng tưới 10 l/ph;
+ Với dầu AVANTIN 300: sử dụng nồng độ 3,5 % và lưu lượng tưới 5 l/ph; + Với dầu JP.Way: sử dụng nồng độ 2 % và lưu lượng tưới 10 l/ph.
Đồng thời chế độ tưới nguội tối ưu đề xuất kể trên cho việc sử dụng dầu Caltex Aquatex 3180 cho phép giảm lực mài và giảm độ nhám bề mặt gia cơng.