引入新的绿色加工技术,以提高工艺性能,减少金属加工行业的环境污染

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 制造过程 制造过程 制造过程
• 可持续制造 可持续制造 可持续制造

背景情况:

• 对于节能,环保和具有成本效益的加工解决方案的需求日益增加.
• 需要减少工业过程中与能源消耗相关的二氧化碳排放.
• 传统冷却和滑方法在实现可持续发展目标方面的现有局限性.

研究的目的:

• 引入和评估一种新的液 (LN2) 油在水 (LNOoW) 滑冷却方法,用于加工Ti-6Al-4V合金.
• 在可加工性,能源,环境和经济方面,将LNOoW方法与传统的干切进行比较.
• 评估LNOoW对可持续制造和联合国可持续发展目标 (SDGs) 的贡献潜力.

主要方法:

• 在Ti-6Al-4V合金上进行的加工实验,使用LNOoW滑冷却方法和干切.
• 表面质量,电能消耗,切削力和工具磨损的定量测量.
• 具体总能源,具体累积能源需求 (S_CED),具体碳排放和生产成本的分析.

主要成果:

• 通过LNOoW方法证明了卓越的加工能力,表面质量提高了37.5%,材料去除率提高了159.17%.
• 观察到显著的减少:与干切相比,50.56%的特定切削能量和53.63%的特定成本.
• 通过LNOoW,特定碳排放量增加了39%,这可以通过可持续的LN2生产来减轻.

结论:

• 对于Ti-6Al-4V合金,LNOoW滑冷却技术在加工性能和经济可行性方面提供了显著的改进.
• 虽然LNOoW的碳排放量略有增加,但可以通过液采购的可持续实践来管理这种情况.
• LNOoW 方法代表了朝着环保意识和高效的制造工艺的有希望的进步,与全球可持续性目标保持一致.