铝基碳化硅复合材料加工技术发展研究

AlSiC（铝基碳化硅）复合材料具有优异的力学性能和物理性能,在航空航天、汽车、电子、军事等领域被广泛应用。文中综述了近年来国内外铝基碳化硅复合材料的单一加工技术和复合加工技术的研究进展和应用情况,并结合作者近几年的研究成果提出了一种高效、经济的ALSic复合材料精密加工技术。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料

在无外加压力或真空的大气条件下制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料,该工艺以Ｋ２ＴｉＦ６为助渗剂,使其与碳化硅颗粒均匀混合,在浸渗用的铸模中制成混合全,由液奢望 铝或其合金自动浸渗制备碳化硅颗粒增强的铝基复合材料ＳｉＣｐ／Ａｌ。分析了影响工艺过程的若干因素,指出用该工艺制备复合材料的可能性,并对浸渗机理进行了探讨 。     

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。     

PCD刀具切削颗粒增强铝基复合材料时刀具磨损研究

通过高颗粒含量铝基复合材料切削加工时PCD刀具的磨损试验,研究了切削该种材料时PCD刀具的磨损形态及磨损机理。刀具磨损区微观形貌的检测分析结果表明,PCD刀具的磨损形态主要表现为前刀面磨损和后刀面磨损,造成刀具磨损的主要原因是磨料磨损和粘结磨损。采用超声波振动切削技术可减小刀具磨损。     

碳化硅基复合材料的电火花小孔加工

碳化硅基复合材料的电火花小孔加工山东工程学院（２５５０１２）李淑玉王斌修１引言特种陶瓷的使用性能超过了金属或聚合物的承受能力。象碳化硅、氮化硅都具有极高的耐高温耐磨损能力,是十分有潜力的高温结构材料,近几年又被广泛应用于高温火花塞,涡轮增压器的叶轮、...     

硬脆颗粒增强铝基复合材料的已切削加工表面形貌及影响因素

为深入了解铝基复合材料的已加工表面形貌进行了切削实验研究。实验表明,因硬脆的增强颗粒阻碍基体塑性变形,铝基复合材料的已加工表面形成过程有许多特点,已加工表面中包含各种加工缺陷。经检测分析可知,增强颗粒的体积分数和颗粒大小是决定复合材料已加工表面形貌的主要因素,刀具材料、结构和切削参数也对此有重要影响。     

切削铝基复合材料时的刀具磨损及影响因素

通过采用4种不同种类的刀具车削非连续增强的铝基复合材料（SiCw／2024、SiCp／2024）,借助扫描电子显微镜（SEM）检测刀具磨损后的磨损形貌,用工具显微镜测量刀具后刀面的最大磨损值,分析不同切削工况下的刀具磨损。实验结果表明,磨损主要发生在刀具的后刀面,磨损机理为磨料磨损。前刀面上同时存在着磨料磨损和粘结磨损,但都不严重,没有形成月牙洼。刀具的磨损程度与刀具材料、切削用量、复合材料的增强相体积分数及尺寸等因素直接相关。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料主要制备技术

随着严酷工程环境要求的不断提高,单一材料已无法满足现代工程应用的需求,具有高性能和新功能的先进复合材料尤其是金属基复合材料的需求日益增长。本文总结了近年关于碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法和性能特点,以便了解碳化硅颗粒增强铝基复合材料的主要制备技术及发展状况。     

铝基碳化硅复合材料的精密磨削研究

粗指向机构具有激光通信载荷的粗指向和跟踪功能,粗指向机构中的轴系部件采用体积分数为25％的铝基碳化硅复合材料.论述了铝基碳化硅复合材料的磨削加工现状,以粗指向机构中的方位主轴为例,分析了圆度误差的组成和产生原因,并提出了减小圆度误差的措施,由此实现了铝基碳化硅复合材料的精密磨削.     

基于声发射的高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料切削刀具效能评估

为评估加工高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料时切削刀具的极限效能,采用声发射信号作为硬质合金刀具、氮化硼涂层刀具、聚晶金刚石刀具在不同工况下的磨损在线监测信号,通过试验绘制声发射信号随刀具磨损的变化曲线,明确刀具磨损随时间变化的规律,确定刀具的极限效能,同时借助扫描电镜观测刀具磨损形态和刃口磨损特征尺寸。研究结果表明,采用声发射信号作为刀具磨损监测信号评估刀具极限效能的方法可行,声发射信号不再出现明显能量波动的时刻达到刀具的极限寿命。加工高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料时,硬质合金刀具切削性能最差,氮化硼涂层刀具切削性能较好,聚晶金刚石刀具切削性能最优。采用氮化硼涂层刀具加工高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料时,建议切削参数为转速2 500 r/min、进给速度200 mm/min、切削深度0.5 mm。采用聚晶金刚石刀具加工高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料时,建议切削参数为转速3 000 r/min、进给速度300 mm/min、切削深度0.3 mm。     

TiC颗粒增强铝基复合材料耐磨性能研究

实验结果表明：在铝及其合金中添加TiC颗粒可明显提高材料的抗磨损性能,且磨损性能与材料的硬度之间没有必然的联系。TiC颗粒增强铝基复合材料的磨损表面既有磨粒磨损的特征形貌,又具有粘着磨损的特征产物,磨损过程中两种机理共同发生作用。     

SiC颗粒增强铝基复合材料高速铣削实验研究

对SiC颗粒增强铝基复合材料的高速切削加工性能进行了试验分析，研究了铣削速度对铣削力、切削温度、加工表面粗糙度、表面形貌和刀具磨损的影响，从而获得了能够保证对其进行高效率、高精度加工的合理工艺参数。     

颗粒增强铝复合材料切削力特性研究

通过SiCp／2024铝复合材料的车削试验,阐述了刀具材料、切削用量(v0、f、αp)及颗粒增强相SiCp含量、粒度等因素对切削力的影响规律,发现了当增强相体积分数V1约为17％～18％以上时,用K类硬质合金刀具切削会出现切深分力Fp、进给分力F1大于主切削力Fe的现象,且SiCp含量越高差值越大,并提出用切削力系数K表述这一现象。认为K类硬磕合金可用于粗加工、半精加工,且加工表面会出现“熨平”现象。从切削力这一因素来看,PCD是精加工颗粒增强铝复合材料的最佳刀具材料。     

PCD和硬质合金刀具车削钛基复合材料时刀具磨损特征研究

以原位生成晶须和颗粒混合增强钛基复合材料为车削对象,在切削速度为60~120m/min的条件下,对聚晶金刚石（PCD）和硬质合金刀具开展了车削性能试验研究。研究表明,PCD刀具的切削力为硬质合金刀具的77%～88%,其切削温度为硬质合金刀具的65%～82%。无论是高速切削,还是低速切削,PCD刀具都经历初期剧烈磨损而后稳定磨损的过程,而硬质合金刀具仅有急剧磨损的过程。刀具磨损特征方面,PCD刀具主要发生磨粒磨损和黏结磨损,硬质合金刀具主要发生月牙洼磨损、黏结磨损和扩散磨损。     

铺粉工艺对SiC 颗粒增强铝基表面复合材料性能的影响*

搅拌法制备SiC颗粒增强铝基复合材料时铺粉工艺对材料性能影响很大,影响SiC颗粒能否均匀地嵌入基体中。研究黏接剂、SiC颗粒粒径、颗粒铺粉厚度等对搅拌摩擦制备SiC颗粒增强铝基复合材料的影响。以焊缝宏观质量、SiC颗粒体积分数与硬度、基体组织及颗粒、复合材料不同深度维氏硬度、复合区面积(宏观)为表征参量对制备的复合材料进行表征,并得出最佳的铺粉工艺。结果表明:相比于α-氰基丙烯酸乙酯,聚乙烯醇作为黏接剂时,复合材料中SiC颗粒的分布更加均匀;嵌入基体的SiC颗粒体积分数随着SiC粉末粒径的增加而增加,而基体中SiC颗粒体积分数相同情况下,SiC颗粒的粒径越小对基体材料硬度的提高越明显;复合材料中SiC颗粒增强区面积会随着铺粉厚度的增加而增加,但增加铺粉厚度会使得SiC颗粒增强区硬度、体积分数的变化梯度增加。     

PCBN刀具在硬态切削中的应用研究现状

发展高精度数控机床、引入新兴超硬刀具材料,是硬态切削技术能够在机械加工业中得到有效应用的关键,硬态切削的优越性使得淬硬钢精加工可实现"以车代磨"。本文主要介绍了聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具的性能特点,以及PCBN刀具在硬态切削中的有限元仿真、几何参数的优选、切削力影响和刀具磨损等近年来的研究。     

超声振动钻削SiC颗粒增强铝基复合材料时的切削力研究

采用超声振动钻削的方法对金属基复合材料进行孔加工。在自行研制的超声钻削设备的基础上使用不同材质的硬质合金麻花钻,对不同含量的SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)进行了普通钻削与超声振动钻削的对比试验,并分析比较了加工中切削力的变化规律。试验表明,超声振动钻削可以降低切削力,在一定程度上改善钻削机理。     

SiC颗粒增强铝基复合材料高速铣削工艺研究

从颗粒增强金属基复合材料的应用和切削加工现状出发 ,针对SiC颗粒增强铝基复合材料的高速切削加工性能进行了试验分析。通过铣削试验 ,研究了铣削速度对铣削力、加工表面粗糙度、表面形貌以及刀具磨损的影响 ,分析了该材料的高速切削机理 ,并获得了能够保证对其进行高效高精度加工的合理工艺参数。