SiCp/Al复合材料切削过程的颗粒损伤研究

SiCp/Al复合材料动态去除过程中极易发生颗粒损伤,为避免或利用复合材料切削加工过程中的颗粒损伤现象,优化SiCp/Al复合材料切削加工,深入研究了SiCp/Al复合材料切削的颗粒损伤现象及其对切削加工的影响。首先,通过位错塞积理论和切屑根部微观观察,揭示了SiCp/Al复合材料切削的颗粒损伤机理,发现位错塞积引起的应力集中是导致界面脱粘的主因,颗粒断裂主要是由集中应力、刀刃挤压颗粒、局部颗粒聚集挤压以及颗粒连成网状结构引起;然后,基于考虑颗粒影响的动态本构模型、Eshelby等效夹杂理论、Weibull统计分布和刀刃-颗粒接触分析,建立了SiCp/Al复合材料切削的颗粒损伤度模型,并借助图像处理技术验证了模型的有效性;最后,根据颗粒损伤度预测结果,分析了颗粒损伤度对SiCp/Al复合材料切削加工的影响。结果显示,颗粒损伤度增大,会使切屑锯齿化程度增强,并严重降低已加工表面质量;颗粒损伤会显著影响颗粒强化效应,导致切削力随颗粒含量增大先升后降、随颗粒尺寸增大而降低。     

SiCp/Al复合材料旋转超声辅助磨削的试验研究

铝基碳化硅颗粒增强复合材料(SiCp/Al)有许多优异的特性,但其加工非常困难,限制了该种材料在工程中的应用。旋转超声辅助磨削加工非常适合中、高体分SiCp/Al复合材料的加工。针对增强体体积分数45%、增强颗粒尺寸3μm、基体材料A12的SiCp/Al复合材料进行了实验研究,分析了加工表面形貌、表面粗糙度和切削力随切削参数的变化规律。实验结果表明,工件加工表面质量较高,表面粗糙度Ra值在0.131~0.340μm之间;切削过程平稳,轴向切削力Fz值在23.33~51.31N。     

切削SiCp/Al复合材料的切屑形成及颗粒损伤仿真分析

为探究SiCp/Al复合材料在切削过程中的切屑形成及颗粒损伤过程,运用ABAQUS有限元分析软件建立了考虑颗粒随机分布的SiCp/Al复合材料切削仿真模型,并在模型中分别定义了Al基体、Al基体-SiC颗粒结合界面以及SiC颗粒的损伤失效行为。结果表明,裂纹在Al基体-SiC颗粒结合界面或Al基体中的形成与扩展是导致切屑断裂的主要原因,也是影响切屑形态的主要因素;SiC颗粒存在完全断裂、局部破碎、整体拔出以及局部脱黏等损伤形式,并相应在切削加工表面或亚表面留下划痕、凹坑、孔洞和凸起等缺陷;椭圆形SiC颗粒的中心位置相对于切削路径的位置越高,SiC颗粒越容易脱黏,切削加工表面缺陷也越小;椭圆形SiC颗粒倾斜夹角(椭圆形长轴与切削方向之间的夹角)为135°时,颗粒损伤程度最高,切削加工表面缺陷最大。分析切屑形成和颗粒损伤过程是研究SiCp/Al复合材料切削加工特性的有效途径,对于优化SiCp/Al复合材料的制造工艺,改善SiCp/Al复合材料已加工表面质量具有重要意义。     

SiCp/Al复合材料电火花加工材料去除率及电极损耗研究

SiCp/Al复合材料因同时具有铝基体和碳化硅颗粒的综合特性,因此在具有低密度,高导热率的同时还具备了高硬度等优良特性,在各领域中备受青睐。然而具有高硬度的脆性SiCp/Al复合材料,使得传统的接触加工方式因切削温度过高,刀具磨损严重和加工精度不满足要求等问题而难以进行,电火花加工通过电极与工件间的连续放电来蚀除材料属于非接触加工,因此常被用来加工SiCp/Al复合材料。在自行搭建的电火花加工试验台上,以SiCp/Al复合材料为对象开展工艺试验,研究了不同加工参数下材料蚀除率和电极损耗对加工过程的影响,并从复合材料的蚀除特性方面分析了影响加工的原因。     

超声钻削的切屑形态及表面微观

1．引言材料科学的飞速发展,新型的复合材料不断涌现, SiCp/Al复合材料就是其中之一,它具有优良的力学和物理性能,在航空航天、电子、汽车等领域得到了广泛应用。因为颗粒增强复合材料的基体中含有硬度很高的增强颗粒,使得加工中刀具的磨损严重、精度低、表面质量差、加工难度大。目前国内外对颗粒增强复合材料的     

PCD刀具超声铣削SiCp/Al复合材料的试验研究

颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)SiCp/Al拥有良好的物理性能,但特殊的组织结构导致其加工性能较差,采用传统的机械加工方法很难获得较好的加工质量,这成为阻碍其工业化的瓶颈之一。为解决SiCp/Al难加工问题,本文提出利用超声辅助铣削的加工工艺,以期保证加工质量的同时提高刀具耐用度和加工效率。本文研究了超声振动对SiCp/Al铣削力的影响,以及此工艺下不同刀具对加工表面形貌的影响。     

纳米硬质合金刀具切削Al/SiC_p复合材料的实验

针对SiC颗粒硬度高,切削Al/SiCp复合材料时刀具磨损剧烈,本文提出用具有较高硬度、韧性及良好抗磨损能力的WC-7Co制备纳米硬质合金刀具,并对Al/SiCp复合材料进行了切削实验。研究了纳米硬质合金刀具磨损机理和Al/SiCp复合材料的切屑去除机理,以及刀尖处后刀面磨损值。研究认为,纳米硬质合金刀具磨损的机理为SiC颗粒的微切削作用引起的磨料磨损,及SiC颗粒对刀尖刃口的高频、断续冲击引起的微崩刃及微破损;Al/SiCp复合材料的切削实质是断续切削;去除机理为切屑的崩碎去除;纳米硬质合金后刀面磨损值较普通硬质合金小30%～50%。实验表明,纳米硬质合金较普通硬质合金更适于加工Al/SiCp复合材料。     

CVD金刚石薄膜刀具加工SiCp／Al复合材料的切削磨损研究

通过用CVD金刚石薄膜涂层刀具切削加工SiC颗粒增强基复合材料的试验,研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工件材料对CVD金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律,同时研究SiCp/Al复合材料的切削加工性能。     

CVD金刚石薄膜刀具加工SiC_p/Al复合材料时的切削磨损研究

通过用CVD金刚石薄膜涂层刀具切削加工SiC颗粒增强铝基复合材料的试验 ,研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工件材料对CVD金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律 ,同时研究了SiCp/Al复合材料的切削加工性能。     

PCD纤维刀具切削碳化硅颗粒增强铝合金的试验研究

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al复合材料)因其优良的综合性能,在航天航空、汽车等领域应用广泛,然而硬质颗粒的加入给加工带来了很大困难.现采用PCD纤维刀具进行SiCp/Al复合材料的切削实验,通过Kister测力仪对切削力作在线测量,采用扫描电镜对加工表面形貌进行了显微观察,分析了进给速度、切削深度对切削力、表面质量的影响.结果表明:由于PCD纤维刀具加工最大未变形切削层厚度小,因而切削力小;当切削深度小于0.5 mm,进给量小于75 mm/s时,能获得较好的加工表面质量.     

微裂纹特性对复合材料切削性能影响研究

通过观察碳化硅颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al）切削加工试验过程,测量并分析了不同切削用量条件下切削力、切屑形态及微观金相组织的变化规律,采用对比分析方法得出了切屑形态的变化与切削用量及切削力之间的关系,SiCp/Al复合材料的内部缺陷,例如颗粒分布不均匀、微裂纹以及气孔是影响其切削性能的主要因素。     

SiCp增强铝基复合材料与Kevlar增强摩擦材料摩擦副摩擦磨损机理研究

采用盘销式摩擦磨损试验机，对SiCp含量为20vol％的铝基复合材料和Kevlar增强摩擦材料组成的摩擦副在于摩擦条件下的摩擦磨损机理进行了实验研究。结果表明：摩擦副在跑合过程中，铝基复合材料中的SiCp颗粒对较软的有机复合材料产生犁削和微观切削效应，磨损机理为铝基复合材料的硬质颗粒对较软的有机复合材料的磨粒磨损；在跑合后的磨损试验中，摩擦材料磨损表面呈现出粘着磨损和塑性变形特征，随着转动速度的增加，塑性流动加剧；摩擦副接触表面发生材料的相互转移，并在铝基复合材料表面形成转移膜，且在较高速度下转移膜更易形成；在高速条件下，摩擦材料表面可见从铝基复合材料的铝合金基体中脱离的SiCp颗粒和熔融迹象；摩擦材料的磨损机理主要为磨粒磨损、粘着磨损和塑性变形。     

SiC_p/Al复合材料铣削残余应力的有限元分析

SiC_p/Al复合材料属于典型难加工材料,大量Si C颗粒离散分布其中,导致在铣削加工高体积分数SiC_p/Al复合材料时,加工表面容易出现应力分布不均现象,严重影响材料的稳定性。为了研究SiC_p/Al复合材料加工表面残余应力,通过ABAQUS有限元分析软件建立了SiC_p/Al复合材料三维铣削有限元模型,并分析了切削工艺参数对残余应力的影响。结果表明:切削速度对残余应力变化影响较小,每齿进给量对残余应力变化影响较大,所得结果与经验计算值吻合较好。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备及应用的研究

综述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al基复合材料）的研究进展,重点阐述了国内外现阶段碳化硅颗粒增强铝基复合材料的常用制备方法,并结合其应用现状进一步分析了各种常用制备方法的优缺点和未来的研究方向,在此基础上展望了其未来的发展和应用前景。     

SiCp/Al复合材料镀金工艺研究

SiCp/Al复合材料导电性差、膨胀系数低,尤其是不具备钎焊能力。为了满足封装壳体的良好钎焊性能,必须对其表面进行镀金改性处理。文中针对SiC体积分数高达60%以上的SiCp/Al复合材料进行镀金工艺研究,主要目的是解决镀金层与基材之间的结合力难题。通过工艺试验,采用工艺分步实施化学镀镍、热处理、电镀镍、电镀金步骤,得到的镀层表面光滑平整,没有明显的结瘤和夹杂,与基材的结合力强。该工艺作为SiCp/Al可焊性表面处理技术之一,对于其他铝基复合材料表面处理具有重要的参考价值。     

SiCp/2024Al复合材料高应变率热变形行为的新本构模型#br#

通过分离式霍普金森压杆(SHPB)动态压缩试验研究了体积分数为45%的铝基碳化硅颗粒增强复合材料（SiCp/2024Al）在大应变率和变形温度范围内的热变形行为,分析了热变形参数（变形温度和应变率）对流动应力的影响。研究发现：变形温度和应变率对复合材料的流变应力、抗压强度、弹性模量、应变率敏感性有显著影响;抗压强度、弹性模量随变形温度的增大而减小,而抗压强度、弹性模量、应变率敏感性随应变率的增大出现了拐点。根据试验结果,结合热力学和统计损伤力学理论,建立了描述SiCp/2024Al复合材料动态热变形行为的连续损伤本构模型,预测的流动应力与试验结果吻合较好,表明所建立的模型能够准确地描述SiCp/2024Al复合材料动态热变形行为。     

Drilling of hybrid aluminium matrix composites

This paper presents the influence of cutting parameters on thrust force, surface finish, and burr formation in drilling Al2219/15SiCp and Al2219/15SiCp-3Gr composites. The composites were fabricated using the liquid metallurgy method. The tools used were commercially available carbide and coated carbide drills. The results revealed that feed rate had a major influence on thrust force, surface roughness, and exit burr formation. Graphitic composites exhibit lesser thrust force, burr height, and higher surface roughness when compared to the other material. The reduced thrust force and burr height is attributed to the solid lubricating property of the graphite particles. The higher surface roughness value for Al2219/15SiCp-3Gr composite is due to the pullout of graphite from the surface. The chips formed when machining graphitic composites are more discontinuous when compared to SiCp reinforced composites and hence advantageous.     

Experimental study of high-speed milling of SiCp/Al composites with PCD tools

In this paper, high-speed milling experiments on silicon carbide particle reinforced aluminum matrix (SiCp/Al) composites with higher volume fraction and larger particles were carried out using polycrystalline diamond (PCD) tools at dry and wet machining conditions. For comparison, a TiC-based cermet tool was also used in milling the same workpiece material at very low speed. Worn PCD and cermet tools were measured and extensively characterized by scanning electron microscopy at different machining conditions. Furthermore, the effect of cutting distance on milling force and surface roughness were also investigated. The results showed that the main tool wear mechanism in machining of this type of material was abrasion on the flank face, and it was verified that the TiC-based cermet tool was not suitable for machining SiCp/Al composites with higher volume fraction and larger particles due to the heavy abrasive nature of reinforcement.     

Fabrication and characterization of 7075 Al alloy reinforced with SiC particulates

7075 aluminum (Al) alloy as matrix and silicon carbide (SiC) as reinforcement has been identified since it has potential applications in aircraft and space industries because of lower weight to strength ratio, high wear resistance and creep resistance. Thorough investigations about the microstructure and characterization of Al alloy/SiC composite are needed so that metal matrix composites (MMCs) fabricated for aircraft and space industries are defect free and have sound microstructure. Objective of this research work are the fabrication and microstructural investigations of AA7075–SiCp MMCs. 7075 Al alloy is reinforced with 10 and 15 wt.% SiCp of size 20–40 μm by stir casting process. The resulting as-cast composite structures are analyzed using scanning electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis, and electron probe microscopic analysis (EPMA). SiCp distribution and interaction with 7075 Al alloy matrix is studied. The 7075 Al alloy–SiCp composite microstructure showed excellent SiCp distribution into 7075 Al alloy matrix. In addition to this, no evidence of secondary chemical reactions is observed in XRD and EPMA analysis. Decomposition step in derivative thermogravimetric curve is seen at temperature of 1,257, 1,210, and 1,256 °C for 7075 Al alloy, AA7075/10 wt.%/SiCp (20–40 μm) and AA7075/15 wt.%/SiCp (20–40 μm) composites, respectively. So, these composites can be successfully used for applications where temperature does not exceed beyond 1,250 °C.     

冲刺2018 山高刀具实力全面提升 山高刀具大中华区总经理Bo Udsen先生媒体见面会在北京举行

<正>10月16日,山高刀具大中华区总经理Bo Udsen先生媒体见面会在北京举行,来自全国各地的媒体记者近30人出席。Bo Udsen为山高刀具丹麦前董事总经理,于8月1日起,Bo Udsen被正式任命为山高大中华区董事总经理,他将在上海任职并向负责亚太地区的山高刀具副总裁汇报。