鋁基碳化硅怎樣加工

SiCp/Al 鋁基碳化硅復合材料具有獨特的力學(xué)和物理性能，在航空航天、精密儀器及汽車(chē)等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。由于材料中存在增強相，加大了材料的硬度和耐磨性，使該類(lèi)鋁基復合材料的切削過(guò)程變得非常困難，導致刀具磨損嚴重、加工效率低及工件表面質(zhì)量差，并限制了 SiCp/Al 的進(jìn)一步應用 。

圖：切削速度對表面粗糙度和刀具磨損的影響

車(chē)削不同顆粒含量 SiCp/Al 鋁基碳化硅時(shí)，切削參數的選取對工件的表面質(zhì)量和刀具的磨損程度有著(zhù)重要影響。本研究從切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量 3 個(gè)方面對刀具前刀面磨損和工件表面粗糙度進(jìn)行了單因素分析。當進(jìn)給量 0.05mm/r、背吃刀量0.5mm，切削速度從 60m/min 增大到 100m/min 時(shí)，表面粗糙度和刀具磨損量隨切削速度的變化如圖 6 所示。相比于顆粒體積分數為 25% 微米級SiCp/Al 復合材料，顆粒體積分數為 5% 納米級 SiCp/Al 復合材料得到的表面粗糙度值更小，刀具磨損更小。當切削速度增大，表面粗糙度值減小，且刀具磨損速度也加快，當切削速度大于 80m/min 時(shí)，刀具磨損劇烈，刀具的使用壽命也急劇下降。當切削速度和背吃刀量保持不變，表面粗糙度和刀具前刀面磨損量隨著(zhù)進(jìn)給量的變化如圖 7 所示。當切削速度 40m/min、背吃刀量 0.5mm，進(jìn)給量從0.06mm/r 增大到 0.1mm/r 時(shí)，表面粗糙度值呈明顯增大趨勢。另外，進(jìn)給量增大，刀具磨損速度也加快，當進(jìn)給量大于0.08mm/r 時(shí)，刀具磨損劇烈，導致刀具使用壽命急劇下降。相比于顆粒體積分數為 25% 微米級 SiCp/Al，顆粒體積分數為 5% 納米級 SiCp/Al在切削加工時(shí)的表面質(zhì)量更好，刀具磨損也更小。當切削速度為 40m/min，進(jìn)給量為 0.05mm/r，被吃刀量從 0.6mm 增大到1mm 時(shí)，表面粗糙度和刀具磨損量隨著(zhù)背吃刀量的變化關(guān)系如圖8 所示。此時(shí)，表面粗糙度 Ra 值呈增大趨勢，背吃刀量增大，刀具磨損速度加快，刀具磨損劇烈，刀具的使用壽命急劇下降。相比于顆粒體積分數為 25% 微米級 SiCp/Al 復合材料，顆粒體積分數為 5% 納米級 SiCp/Al復合材料在切削加工時(shí)，刀具磨損量較小。

本文對不同粒度 SiCp/Al 鋁基碳化硅復合材料的 PCD 刀具切削過(guò)程展開(kāi)了研究，得到了顆粒含量和切削參數對已加工表面質(zhì)量和刀具磨損的影響規律，研究結果為選擇合適的切削參數提供了理論依據。選取本文切削參數進(jìn)行研究時(shí)，可以得出如下結論：（1）與顆粒體積分數 5% 納米級SiCp/Al 復合材料相比，體積分數為25% 微米級 SiCp/Al 鋁基碳化硅復合材料在相同的切削參數時(shí) PCD 刀具磨損更為嚴重，且工件已加工表面質(zhì)量相對較差。

（2）切削試驗結果表明隨著(zhù)切削速度的增大，已加工表面粗糙度值減小，刀具磨損加劇。隨著(zhù)進(jìn)給量和背吃刀量的增加，工件表面粗糙度值增大，刀片前刀面磨損量加劇。

本文節選自盆洪民博士 PCD刀具車(chē)削不同顆粒含量SiCp/Al復合材料試驗研究一文。

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