不同颗粒度SiC增强铝基复合材料的切削加工性能与适用刀具

铝基复合材料中增强粒子的大小对复合材料的切削加工性能影响极大，本文研究了不同颗粒度碳化硅颗粒对铝基复合材料切削加工性能的影响。并分析了不同颗粒度碳化硅增强铝基复合材料所适用的刀具。探讨了切削刀具对不同大小颗粒碳化硅增强铝基复合材料的切削机理     

PCD刀具加工SiC颗粒增强铝基复合材料的合理切削速度

通过用扫描电镜等方式检测ＰＣＤ刀具的性能,并与天然金刚石的相关参数进行比较,阐明了ＰＣＤ的优异性能,通过ＰＣＤ刀具对碳化硅高比强颗粒增强铝基复合材料的试验,考察了切削速度对切削力、切削温度、刀具耐工和切削长度的影响,总结出高硅铝基复合材料切削中的合理切削速度。指出、在一定的切削条件下,当切削速度Ｖ＝３０－４０ｍ／ｍｉｎ时,可获得良好的综合效益。     

增强相对铝基复合材料超精密加工表面的影响

采用聚晶金刚石（PCD）刀具对SiC增强铝基复合材料进行超精密车削加工试验,基于原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）和Talysurf-6型轮廓仪对加工表面进行检测和分析.结果表明,S iC增强相的切削变形机理对超精密级加工表面的影响重大（粗糙度Ra为0.025μm）.若增强相在解理面直接被切削刀具切断,则SiC增强相附近区域的表面粗糙度值范围为6~10 nm,故产生超精密级加工表面的可能性大;若增强相以拔出或压入的机理进行切削变形,则不易获得超精密级加工表面.较高的切削速度、较小的进给量、较小的刀具钝圆半径和较大的PCD刀具晶粒度都有助于获得超精密级的加工表面,而背吃刀量对其影响很小.SiC增强相的体积分数和类型也是影响超精密级表面质量的重要因素,增强相体积分数越高,表面质量越差,晶须增强铝基复合材料较颗粒增强铝基复合材料可获得更好的表面质量.     

SiC颗粒增强铝基复合材料切削表面分形维数及其与抗磨损性能的关系

做为一种耐磨性能很好的材料，SiC颗粒增强铝基复合材料切削加工表面具有分形特征，实际研究表明SiC颗粒增强铝基复合材料切削加工表面分形数与抗磨损性能有密切关系，本文还分析了表面分形维数越大其抗磨损性能越强的机理。     

铝基碳化硅精密铣削刀具磨损实验研究

针对铝基碳化硅切削加工中刀具易磨损、寿命低、切削难度大和加工成本高等问题,选用不同材料的硬质合金铣刀及金刚石铣刀进行切削加工实验,并利用扫描电镜和工具显微镜对高体积分数铝基碳化硅铣削时刀具磨损形态进行了分析研究.研究表明:硬质合金刀具前刀面和刃口磨损主要形式为粘结磨损和微崩刃,后刀面磨损主要为刻划磨损,而金刚石铣刀加工时刀具磨损很小;YG6X铣刀材料微观组织致密,抗磨损能力较强,宜粗加工时选用;金刚石刀体的硬度远大于SiC颗粒,且金刚石与工件的摩擦系数小,金刚石铣刀寿命远大于硬质合金铣刀,宜精加工时选用.     

SiC颗粒增强铝基复合材料切削表面分形维数及其与抗磨损性能的关系

做为一种耐磨性能很好的材料 ,SiC颗粒增强铝基复合材料切削加工表面具有分形特征。实际研究表明SiC颗粒增强铝基复合材料切削加工表面分形维数与抗磨损性能有密切关系 ,本文还分析了表面分形维数越大其抗磨损性能越强的机理。     

SiCp颗粒增强铝基复合材料工艺与组织研究

对无压渗透制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料工艺进行了探索，并利用光学显微镜、扫描电镜对其组织进行了观察，用ｘ射线衍射仪对复合材料组成相进行了分析。结果表明：采用无压渗透技术，可以制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料；熔融的基体合金对碳化硅颗粒预制体渗透完全；其过程存在Ａｌ与ＳｉＣ的化学反应，产物为Ｓｉ和碳化铝（Ａ１４Ｃ３），其中Ｓｉ进入基体中，Ａｌ４Ｃ３能与大气中水汽发生化学反应，结果使碳化硅铝基复合材料存放一定时间后发生龟裂和粉化。为限制Ａｌ与Ｓｉ反应，可向基体中加入适量的Ｓｉ元素，可使电裂与粉化问题得到解决。     

颗粒增强铝基复合材料阳极氧化与耐蚀性的研究

基体中加入与铝合金基体电位不同、高体积分数的碳化硅和石墨颗粒增强材料,可能导致材料的耐蚀性降低.采用盐雾腐蚀和硬质阳极氧化方法对4种喷射沉积制备的颗粒增强铝基复合材料和一种喷射沉积锭坯颗粒增强铝基复合材料的腐蚀行为及阳极氧化工艺进行了研究.结果表明,颗粒增强铝基复合材料具有较高的腐蚀率,腐蚀形态均为明显的点蚀;在适当阳极氧化工艺条件下,颗粒增强铝基复合材料表面可以制得优良耐蚀性的硬质阳极氧化膜.     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的发展概况

概述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料（ＳｉＣｐ／Ａｌ）的制备工艺、性能和应用。     

高体积分数SiCp/Al复合材料铣削残余应力有限元模拟

高体积分数碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料具有优良的综合物理力学性能,其难加工性制约着该材料的应用与发展,切削加工产生的表面残余应力严重影响了工件的结构和尺寸精度稳定性。为了研究高体积分数SiCp/Al复合材料的铣削加工表面残余应力,采用有限元分析软件ABAQUS建立了基于正交切削的平面应变模型,并对建立的宏观等效模型进行模拟分析。在模拟结果中,分析并得出了不同切削速度和每齿进给量对工件加工表面残余应力的影响规律以及沿工件层深方向的残余应力分布情况。     

颗粒增强铝基复合材料的研究现状

本文综合评述了颗粒增强铝基复合材料增强相的选择及其有关性能。着重介绍了颗粒增强铝基复合材料的各种制备工艺及特点，以及颗粒增强铝基复合材料的机械性能和物理性能，并列举了颗粒增强铝基复合材料在一些领域中的应用情况。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料中颗粒尺寸对材料断裂韧性的影响

通过对三种不同的碳化硅颗粒尺寸增强的铝基复合材料的断裂韧性的分析得到，复合材料的断裂韧性随增强剂颗粒尺寸的变化并不呈现单调变化规律。当颗粒尺寸很小时，断裂韧性随颗粒尺寸的增加而增加；但当颗粒尺寸本身很大时，复合材料的断裂韧性却随着颗粒的增加而减小，本文从实验和理论两方面证实了上述结论的正确性。     

颗粒增强铝基复合材料的疲劳研究进展

对近年来颗粒增强铝基复合材料疲劳性能研究进展进行了总结,介绍了颗粒增强铝基复合材料的强化机制,概括了影响材料疲劳性能的几个重要的因素,从裂纹萌生以及裂纹扩展方面阐述了其疲劳行为及微观失效机制,并提出了未来颗粒增强铝基复合材料的研究趋势。     

复合材料的切削加工表面结构与表面粗糙度

普通金属材料的切削加工理论表面粗糙度可以用公式计算。复合材料经切削加工后其表面留有各种凹凸缺陷,这些谷峰轮廓并非由刀刃直接切出,故不宜用现有普通材料的公式计算其理论表面粗糙度。纤维增强复合材料的切削加工表面结构和粗糙度与切削方向密切相关。颗粒增强复合材料无方向性,其已加工表面结构和粗糙度主要受增强颗粒硬度和粒度以及含量控制。增强体与基体的界面强度及切削刀具和工艺条件对复合材料加工表面粗糙度有很大影响。      

颗粒增强铝基复合材料时效析出行为研究

时效是提高金属基复合材料力学性能和增强材料稳定性的重要方法,颗粒增强铝基复合材料的时效带来的强化效果有时甚至大于颗粒添加带来的弥散增强效果,深入研究时效析出行为对改进热处理工艺和复合材料的优化设计有至关重要的指导性作用.在当前开展的颗粒增强铝基复合材料时效行为研究的基础上,从时效机理出发,重点分析了基体、颗粒增强体、热处理工艺及加工工艺等对陶瓷颗粒增强铝基复合材料时效析出的影响,评述了当前主要采用的几种颗粒增强铝基复合材料时效析出行为的研究方法,展望了未来颗粒增强铝基复合材料时效行为可能的研究方向.     

搅拌摩擦加工制备颗粒增强铝基复合材料的研究现状及展望

铝合金作为现代工程和高新技术领域发展的关键材料之一,具有密度小、比强度和比刚度高、耐蚀性好等特点。通过在铝基体中添加增强相颗粒,制备得到的颗粒增强铝基复合材料既有铝合金良好的强度、韧性、易成形性等特点,又有颗粒的高强、高模等优点,是近年来应用最广的一类金属基复合材料。 目前,制备铝基复合材料的方法主要有粉末冶金法、铸造以及超声波法等,但这些方法在制备过程中需要较高的温度,颗粒与金属基体容易发生不良的界面反应,从而影响界面结合效果,降低复合材料的性能。搅拌摩擦加工(FSP)作为一种新型的固相加工技术,可同时实现材料微观组织的细化、致密化和均匀化。目前,FSP直接法已在铝基复合材料制备方面取得应用,主要是将增强相颗粒通过打盲孔或开槽的方式预置在金属基体内再进行FSP,进而制备出高致密度的颗粒增强铝基复合材料。因为FSP过程的温度低,颗粒与铝基体不会发生界面反应,所以该方法也被用于制备具有形状记忆效应(SME)的铝基功能复合材料。 近年研究结果表明,颗粒相对FSP制备的铝基复合材料晶粒细化起到显著作用,这有助于提高复合材料的拉伸强度、显微硬度及疲劳强度等力学性能。随着颗粒含量的增加和颗粒尺寸的减小,复合材料的力学性能得以增强。再者,减小颗粒尺寸有利于改善颗粒与基体之间的结合。另外,通过优化搅拌头的结构、形状和尺寸,以及FSP工艺参数,已经可以实现加工后颗粒相在基体中的均匀分布。 鉴于搅拌摩擦加工(FSP)直接法在制备颗粒增强铝基复合材料方面所具备的短流程、高效能以及基体与增强相颗粒界面无杂质等优势,本文对目前FSP直接法制备颗粒增强铝基复合材料的最新研究现状进行了总结。主要综述了FSP制备颗粒增强铝基复合材料过程中颗粒的含量、类型及尺寸对复合材料组织与力学性能的影响,并对颗粒分布均匀性以及颗粒与铝基体的界面问题做了阐述。文章最后深入分析了当前研究中的不足之处并展望了未来的研究方向。     

碳化硅颗粒增强7A04铝基复合材料的腐蚀行为

碳化硅颗粒增强7A04(SiCp/7A04)铝基复合材料的应用环境及其腐蚀状况都较复杂.过去,对它的研究方法多样,依据不同,因而其腐蚀结论有异,甚至矛盾.为了研究SiCp/Al复合材料的耐蚀性,用电化学法和失重法研究了SiC颗粒含量和粒度对SiCp/7A04铝基复合材料及基体合金耐腐蚀性能的影响.结果表明,与基体合金相比,SiCp/7A04铝基复合材料耐蚀性下降,SiC含量高的复合材料腐蚀较快,SiC颗粒尺寸越大,复合材料耐蚀性越好;采用扫描电镜(SEM)观察腐蚀后的微观形貌表明,SiC颗粒破坏了基体表面氧化膜的完整性,促进了点蚀的形成,但其自身的稳定性又阻碍了蚀孔的长大.     

增强颗粒与基体适配性对颗粒增强铝基复合材料强化机理的影响

用粉末冶金法制备了分别用Al2O3、SiC颗粒增强的颗粒体积分数为25%的6061Al基复合材料,在不同温度对其进行固溶-时效热处理,通过拉伸曲线分析和断口SEM分析研究了增强颗粒与基体适配性对颗粒增强铝基复合材料拉伸性能的影响。结果表明,低强度Al2O3颗粒不适合用于增强高强度的6061Al基体;研究了增强颗粒与基体适配性对颗粒增强铝基复合材料强化机制的影响,发现主要通过影响应力传递机制来影响复合材料性能;揭示了适配性与增强颗粒开裂、复合材料屈服之间的关系,得出增强颗粒相对于基体强度越高,颗粒开裂越少,并总结了一种表示增强颗粒与基体适配性关系的方法。     

石墨烯及碳化硅增强铝基复合材料的冲击力学行为

采用微机控制电子万能实验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)对石墨烯增强的铝基复合材料和碳化硅增强的铝基复合材料进行准静态压缩实验和动态冲击实验,研究石墨烯增强铝基复合材料在不同应变率下的冲击力学性能,采用SEM扫描电镜研究石墨烯增强的铝基复合材料和碳化硅增强的铝基复合材料的形貌特征。结果表明:在各个应变率载荷下,添加石墨烯和添加碳化硅都增强了铝合金的屈服强度,其中,添加石墨烯对铝合金的屈服强度提升更加明显,但不影响材料的应变硬化率;相较于在材料中添加碳化硅,添加石墨烯弱化了材料的应变率效应,在高应变率条件下,添加石墨烯降低了材料的强度极限;选取部分实验数据,拟合确定了添加石墨烯和添加碳化硅两种复合材料的J-C和Z-A本构方程的参数,并比较了两种本构模型的预测能力,对于本工作所研究的复合材料,J-C模型的预测能力更好。     

粉煤灰颗粒增强铝基复合材料的研究与进展

粉煤灰颗粒增强铝基复合材料因低廉的价格与优异的性能日益受到人们关注.介绍了粉煤灰颗粒增强铝基复合材料常用的制备方法(搅拌铸造法、压力浸渗法以及粉末冶金法);指出了各种制备工艺的优缺点;阐述了粉煤灰颗粒增强铝基复合材料优良的性能,特别是其力学性能、耐磨性能、阻尼性能与电磁屏蔽性能;展望了粉煤灰颗粒增强铝基复合材料的发展趋势.