钎焊金刚石磨具加工AlSiC复合材料的机理研究

发布时间：2017-09-11 19:18

  本文关键词：钎焊金刚石磨具加工AlSiC复合材料的机理研究

  更多相关文章： 单颗粒划擦 磨削力 表面完整性 去除机理 磨损

【摘要】：AlSiC复合材料具有高比强度和比刚度、导热率以及耐磨性等优异的力学性能和物理性能,被广泛应用于航空航天、汽车、电子、军工等领域；但是由于SiC颗粒增强相的高硬度与铝基体的高塑性,导致这种材料的加工性能较差,尤其当加工高SiC体积分数的AlSiC复合材料,难加工性表现的更加的明显,普通刀具在加工AlSiC复合材料时,刀具磨损严重,材料表面完整性差。钎焊金刚石磨具拥有高出刃、容屑空间大,磨粒结合强度高等特点,因而可以获得高的锋利度,有利于改善AlSiC复合材料的加工性。本研究分别使用单颗粒金刚石工具与单层钎焊金刚石砂轮对SiC体积分数为20%与50%的AlSiC复合材料进行划擦与磨削加工,主要研究内容和相关结论包括以下几个方面：(1)研究了钎焊单颗金刚石划擦加工不同SiC体积分数的AlSiC复合材料的划痕长度、尺寸特征以及三维形貌,分析了划痕的微观结构；研究了钎焊单颗金刚石划擦AlSiC复合材料的去除机理与表面完整性,同时分析了其磨削力特征。通过研究发现,20%的AlSiC复合材料的实际划痕长度大于50%的划痕长度；加工20%的AlSiC复合材料时耕犁作用比加工50%的材料强；发现金刚石磨粒加工AlSiC复合材料主要包括Al基体塑性去除,SiC颗粒破碎,SiC颗粒推挤移动以及SiC颗粒的粉碎化等机制；划擦20%的AlSiC复合材料切向力与法向力大于50%的材料。(2)使用单层钎焊金刚石工具对不同体积分数的AlSiC复合材料进行磨削加工研究了磨削力与磨粒目数、SiC体积分数的关系；分析了不同目数的钎焊金刚石砂轮加工不同SiC体积分数的AlSiC复合材料的表面形貌；观察了不同加工条件下的被加工后的磨屑形态；分析了不同目数钎焊金刚石砂轮的磨削性能及磨损失效形式。得出磨削SiC20%的AlSiC复合材料产生的力大于磨削SiC50%的材料产生的力,并且当金刚石粒度变小时,磨削力呈减小趋势；磨削20%的AlSiC复合材料是以塑性去除为主,而在磨削50%的复合材料是以脆性去除为主；发现了20%的AlSiC复合材料的磨屑为类似锯齿状的半连续磨屑,而50%的AlSiC复合材料多为不规则且较厚的块状磨屑。
【关键词】：单颗粒划擦 磨削力 表面完整性 去除机理 磨损
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;TG74
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 课题的研究背景和意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-18
• 1.2.1 AlSiC复合材料制备研究现状14-15
• 1.2.2 AlSiC复合材料加工研究现状15-18
• 1.2.2.1 AlSiC复合材料表面完整性15-16
• 1.2.2.2 AlSiC复合材料加工中的刀具磨损16-17
• 1.2.2.3 AlSiC复合材料加工中的去除机理17-18
• 1.3 课题的来源及主要研究内容18-19
• 第二章 实验设备及方法19-30
• 2.1 钎焊单颗粒金刚石工具以及单层钎焊金刚石砂轮19-20
• 2.2 AlSiC复合材料的性能20-21
• 2.3 实验设备21-24
• 2.4 磨削力测量装置24-26
• 2.5 微观形貌观测装置26-27
• 2.6 实验方案与参数27-29
• 2.7 本章小结29-30
• 第三章 钎焊单颗粒金刚石工具加工AlSiC复合材料研究30-46
• 3.1 单颗粒划擦理论划痕长度与实际划痕长度对比分析30-32
• 3.2 单颗粒金刚石划擦AlSiC复合材料划痕三维形貌32-35
• 3.3 单颗粒金刚石划擦AlSiC复合材料划痕微观形貌35-39
• 3.4 单颗粒金刚石划擦AlSiC复合材料的去除机理分析39-42
• 3.5 单颗粒钎焊金刚石加工AlSiC复合材料的磨削力42-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第四章 单层钎焊金刚石砂轮磨削AlSiC复合材料研究46-59
• 4.1 单层钎焊金刚石砂轮磨削AlSiC复合材料磨削力46-49
• 4.2 单层钎焊金刚石砂轮磨削AlSiC复合材料表面形貌与去除机理分析49-52
• 4.3 单层钎焊金刚石砂轮磨削AlSiC复合材料的磨屑特征52-54
• 4.4 单层钎焊金刚石砂轮磨损状态54-58
• 4.5 本章小结58-59
• 总结与展望59-60
• 参考文献60-65
• 攻读学位期间发表的论文65-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘玫潭;凌嘉辉;刘家成;洪晓松;李国强;;SiC增强Al基复合材料的制备和性能[J];半导体光电;2014年03期

2 赵龙志;杨敏;;颗粒增强铝基复合材料的研究[J];热加工工艺;2011年20期

3 葛英飞;徐九华;杨辉;罗松保;;SiC_p/2024Al复合材料超精密车削刀具磨损机理研究[J];中国机械工程;2009年11期

4 金鹏;刘越;李曙;肖伯律;;颗粒增强铝基复合材料在航空航天领域的应用[J];材料导报;2009年11期

5 李栋;张宏;胡富强;;SiCp/Al基复合材料的混粉电火花加工工艺实验[J];电加工与模具;2007年06期

6 王晓阳;朱丽娟;刘越;;粉末冶金法制备AlSiC电子封装材料及性能[J];电子与封装;2007年05期

7 许幸新;刘传绍;赵波;;超声振动钻削SiC颗粒增强铝基复合材料时的切削力研究[J];工具技术;2007年01期

8 叶邦彦,刘伟,徐进全,燕鸣,刘晓初;颗粒增强复合材料加工表面粗糙度及刀具设计[J];工具技术;2004年09期

9 王文明,潘复生,曾苏民;碳化硅颗粒增强铝基复合材料开发与应用的研究现状[J];兵器材料科学与工程;2004年03期

10 崔岩;碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J];材料工程;2002年06期

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1 刘相权;高体积分数SiC颗粒增强Al基复合材料的制备和性能研究[D];中南大学;2008年

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本文编号：832577