AISI 329 Paslanmaz Çeliğin Frezelenmesinde Farklı Surfaktan Katkılı CuO Nanoakışkanların Performans Değerlendirmesi

Nanoakışkanlar metal işleme sektöründe, işleme performansına son derece olumlu katkılar sunmaktadır. Son yıllarda özellikle nanoakışkanlar üzerine çalışmalar yoğunlaşmakla birlikte raf ömrü ve homojenliği bir merak konusudur. Homojen bir nanoakışkan elde etme ve karışımın raf ömrünü artırma adına farklı yüzey aktif maddeler (surfaktanlar) karışıma eklenebilmektedir. Bu çalışmada, CuO nanopartikül katkılı bitkisel esaslı yağın içerisine farklı oranlarda cetiltrimetilamonyum bromid (CTAB), polivinilpolipirolidon (PVP) ve sodyum dodesil sülfat (SDS) eklenerek nanoakışkan karışımlar hazırlanmıştır. Aynı oranlarda eklenen surfaktanların işleme performansı üzerindeki etkilerinin belirlenmesi adına AISI 329 dubleks paslanmaz çelik malzemeye bir dizi frezeleme deneyi uygulanmıştır. Deneyler Taguchi L9 deney seti kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneylerde girdi parametresi olarak üç farklı surfaktan (CTAB, PVP ve SDS), kesme hızı (120, 160 ve 200 m/dak), ilerleme (0.10-0.15 ve 0.20 mm/dev) seçilmiştir. Performans kriteri olarak yüzey pürüzlülüğü (Ra), kesme sıcaklığı (T) ve takım aşınması tercih edilmiştir. Faktörlere ait etki düzeylerinin belirlenmesinde varyans analizi (ANOVA) kullanılmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlara göre; PVP surfaktan katkılı CuO nanoakışkanın Ra, kesme sıcaklığı ve takım aşınmasında en iyi performansı gösterdiği anlaşılmıştır.
Nanofluids offer extremely positive contributions to the machining performance in the metalworking industry. Although studies on nanofluids have been intensified in recent years, shelf-life and homogeneity are a matter of curiosity. Different surface agents (surfactants) can be added to the mixture in order to obtain a homogeneous nanofluid and increase the shelf-life of the mixture. In this study, nanofluid mixtures were prepared by adding cethyltrimethylammonium bromide (CTAB), polyvinylpolypyrrolidone (PVP) and sodium dodecyl sulphate (SDS) at different rates into CuO nanoparticle added vegetable based oil. A series of milling experiments were applied to AISI 329 duplex stainless steel material to determine the effects of surfactants added in the same proportions on the machining performance. Experiments were carried out using the Taguchi L9 experimental set. Three different surfactants (CTAB, PVP, and SDS), cutting speed (120, 160, and 200 m/min), feed (0.10, 0.15, and 0.20 mm/rev) were selected as input parameters in the experiments. Surface roughness (Ra), cutting temperature (T) and tool wear were preferred as machining performance criteria. Analysis of variance (ANOVA) was used to determine the effect levels of the factors. According to the results obtained from the experiments; it was determined that PVP surfactant-added CuO nanofluid showed best performance in surface quality, cutting temperature and tool wear according to other surfactants.