微观结构差异下碳化硅的钻削性能研究
发布时间：2024-01-29 18:39
SiC陶瓷中C、Si之间以共价键的形式结合,耐高温、耐磨损,性能优异,所以被广泛应用与航空航天、汽车行业、机械行业、石油行业等领域。SiC陶瓷在应用时,往往要对其进行二次孔加工。加工过程中,由于SiC烧结工艺不同,导致SiC微观结构也尽不相同,往往含有一定的杂质(C、Si等)以及气孔,严重影响了SiC的性能,使碳化硅钻孔过程中往往出现崩豁、断裂的现象,严重影响了碳化硅孔的加工质量。为了提高碳化硅的钻孔质量,本文从碳化硅的烧结工艺出发,研究了碳化硅中杂质、气孔对碳化硅钻削性能的影响,以及SiC陶瓷在钻削过程中的材料去除机理,并在此基础上对钎焊金刚石刀具结构参数、钻削工艺参数、磨削液进行优化设计,最终实现SiC陶瓷的高效高质钻削。本文的研究内容主要包括以下几点:(1)首先探究了不同烧结工艺对碳化硅陶瓷微观结构的影响,并分析了碳化硅微观结构中杂质(C、Si等)以及气孔的含量给碳化硅带来的力学性能的差异。(2)通过单因素实验,分析了工艺因素对钻孔质量的影响,并对金刚石刀具的结构参数进行了优化;在刀具优化的基础上研究了钎料配比对碳化硅钻削效率的影响,最后获得了适用于不同制备下碳化硅钻削的钎焊金刚...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 碳化硅陶瓷的应用与发展
1.3 课题研究的现状与发展趋势
1.3.1 碳化硅烧结工艺的研究现状
1.3.2 碳化硅钻孔加工研究现状
1.4 论文主要研究内容
1.4.1 课题来源及课题用材料
1.4.2 论文的主要内容
第2章 碳化硅陶瓷烧结工艺及差异性
2.1 碳化硅陶瓷的性质
2.1.1 碳化硅结构
2.1.2 碳化硅性能
2.1.3 碳化硅用途
2.2 碳化硅陶瓷的烧结工艺
2.2.1 重结晶法
2.2.2 反应烧结法
2.2.3 无压烧结法
2.2.4 热压烧结法
2.2.5 热等静压烧结法
2.3 碳化硅陶瓷性能的差异性
2.3.1 烧结工艺对碳化硅性能影响
2.3.2 碳化硅陶瓷的微观结构差异
2.3.3 碳化硅陶的瓷宏观差异
2.4 本章小结
第3章 钎焊金刚石刀具的结构参数及胎体性能优化
3.1 刀具的制作流程
3.2 工艺因素对钻削效率的影响
3.2.1 主轴转速对钻削效率的影响
3.2.2 轴向压力对碳化硅钻削效率的影响
3.2.3 进给量对钻削效率的影响
3.3 刀具结构优化
3.3.1 实验设备及材料
3.3.2 试验设计
3.3.3 实验结果及分析
3.4 刀具胎体优化
3.4.1 实验设计
3.4.2 试验结果分析分析
3.5 本章小结
第4章 微观结构差异下碳化硅陶瓷钻削性能
4.1 碳化硅微观结构差异性分析
4.2 差异下碳化硅钻削性能实验研究
4.2.1 实验设计
4.2.2 实验材料及设备
4.3 实验结果及分析
4.3.1 SiC烧结工艺对钻削效率的影响
4.3.2 SiC烧结工艺对钻削质量的影响
4.3.3 SiC烧结工艺对刀具寿命的影响
4.4 碳化硅陶瓷的钻削缺陷
4.4.1 碳化硅加工缺陷分析
4.5 孔加工质量控制
4.5.1 正反面加工质量
4.5.2 预紧力加工设计
4.6 预紧力加工试验研究
4.6.1 试验材料及设备
4.6.2 试验方案设计
4.6.3 试验结果及分析
4.7 冷却液对孔加工质量的影响
4.7.1 实验设计
4.7.2 冷却液种类对孔加工质量的影响
4.7.3 冷却液浓度对孔加工质量的影响
4.7.4 冷却液流量对孔加工质量的影响
4.8 本章小结
第5章 碳化硅陶瓷钻削机理分析
5.1 碳化硅钻削去除理论分析
5.1.1 切削加工模型
5.1.2 压痕断裂力学模型
5.1.3 单磨粒的平均载荷计算
5.1.4 碳化硅钻削机理
5.2 碳化硅的材料去除方式
5.2.1 碳化硅陶瓷的脆性断裂去除
5.2.2 碳化硅陶瓷的塑性形变去除
5.2.3 碳化硅陶瓷的粉末化去除
5.3 本章小结
总结与展望
1 本文总结
2 展望
参考文献
攻读硕士期间所发表的学术论文及参加的科研项目
致谢
本文编号：3888633
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 碳化硅陶瓷的应用与发展
1.3 课题研究的现状与发展趋势
1.3.1 碳化硅烧结工艺的研究现状
1.3.2 碳化硅钻孔加工研究现状
1.4 论文主要研究内容
1.4.1 课题来源及课题用材料
1.4.2 论文的主要内容
第2章 碳化硅陶瓷烧结工艺及差异性
2.1 碳化硅陶瓷的性质
2.1.1 碳化硅结构
2.1.2 碳化硅性能
2.1.3 碳化硅用途
2.2 碳化硅陶瓷的烧结工艺
2.2.1 重结晶法
2.2.2 反应烧结法
2.2.3 无压烧结法
2.2.4 热压烧结法
2.2.5 热等静压烧结法
2.3 碳化硅陶瓷性能的差异性
2.3.1 烧结工艺对碳化硅性能影响
2.3.2 碳化硅陶瓷的微观结构差异
2.3.3 碳化硅陶的瓷宏观差异
2.4 本章小结
第3章 钎焊金刚石刀具的结构参数及胎体性能优化
3.1 刀具的制作流程
3.2 工艺因素对钻削效率的影响
3.2.1 主轴转速对钻削效率的影响
3.2.2 轴向压力对碳化硅钻削效率的影响
3.2.3 进给量对钻削效率的影响
3.3 刀具结构优化
3.3.1 实验设备及材料
3.3.2 试验设计
3.3.3 实验结果及分析
3.4 刀具胎体优化
3.4.1 实验设计
3.4.2 试验结果分析分析
3.5 本章小结
第4章 微观结构差异下碳化硅陶瓷钻削性能
4.1 碳化硅微观结构差异性分析
4.2 差异下碳化硅钻削性能实验研究
4.2.1 实验设计
4.2.2 实验材料及设备
4.3 实验结果及分析
4.3.1 SiC烧结工艺对钻削效率的影响
4.3.2 SiC烧结工艺对钻削质量的影响
4.3.3 SiC烧结工艺对刀具寿命的影响
4.4 碳化硅陶瓷的钻削缺陷
4.4.1 碳化硅加工缺陷分析
4.5 孔加工质量控制
4.5.1 正反面加工质量
4.5.2 预紧力加工设计
4.6 预紧力加工试验研究
4.6.1 试验材料及设备
4.6.2 试验方案设计
4.6.3 试验结果及分析
4.7 冷却液对孔加工质量的影响
4.7.1 实验设计
4.7.2 冷却液种类对孔加工质量的影响
4.7.3 冷却液浓度对孔加工质量的影响
4.7.4 冷却液流量对孔加工质量的影响
4.8 本章小结
第5章 碳化硅陶瓷钻削机理分析
5.1 碳化硅钻削去除理论分析
5.1.1 切削加工模型
5.1.2 压痕断裂力学模型
5.1.3 单磨粒的平均载荷计算
5.1.4 碳化硅钻削机理
5.2 碳化硅的材料去除方式
5.2.1 碳化硅陶瓷的脆性断裂去除
5.2.2 碳化硅陶瓷的塑性形变去除
5.2.3 碳化硅陶瓷的粉末化去除
5.3 本章小结
总结与展望
1 本文总结
2 展望
参考文献
攻读硕士期间所发表的学术论文及参加的科研项目
致谢
本文编号：3888633
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