高速銑削SiCp/Al復合材料的表面質量研究
發(fā)布時間:2021-11-17 10:54
SiCp/Al復合材料作為近些年發(fā)展起來的新型材料,將塑性材料的韌性和延展性與SiC陶瓷的高強度和高模量有效結合在一起,具有比強度高、熱穩(wěn)定性好、耐磨損等優(yōu)異性能,在航空航天、交通運輸、國防建設等領域擁有廣闊的應用前景。但由于SiCp/Al復合材料中含有的塑性鋁基材料和硬脆性SiC陶瓷顆粒具有截然不同的加工特性,容易引起加工過程不穩(wěn)定,造成刀具急劇磨損,惡化加工表面質量,引入亞表面損傷,嚴重阻礙了SiCp/Al復合材料的大規(guī)模應用。加工表面質量與材料加工機理認知程度密切相關,然而國內對SiCp/Al復合材料的研究起步相對較晚,對基礎加工機理缺乏深入了解。為了進一步理解其基礎加工機理,推動SiCp/Al復合材料的實際應用,本文通過高速銑削實驗,以顆粒平均直徑約為45μm的55vol.%SiCp/A356Al復合材料為研究對象,圍繞切削速度、切削深度和工件進給量三個加工參數的改變對加工表面質量和切削力的影響規(guī)律進行了基礎研究。其主要結論如下:由于55vol.%SiCp/A356Al復合材料的加工表面存在大量凹坑、劃痕等缺陷,三維表面粗糙度比二維表面粗糙度更適合表征加工表面形貌。銑削速度或工...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
SiCp/Al復合材料微觀結構
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-素之一,一直受到研究人員的廣泛關注。但由于SiCp/Al復合材料的自身結構特性以及當前技術手段的限制,目前對SiCp/Al復合材料尤其是高體分SiCp/Al復合材料的加工缺少系統(tǒng)性研究,對材料的基本加工性能缺乏深入了解,對其基礎加工機理尚未完全明確,極大地阻礙了SiCp/Al復合材料的廣泛應用。因此,本課題通過研究SiCp/Al復合材料高速加工條件下的表面質量,希望能夠進一步理解其加工機理,推動其應用。圖1-2SiCp/Al復合材料研究內容分布[17]相關研究表明,提高加工應變率不僅可以減少加工表面缺陷,改善加工表面質量,刀具性能也得到提高,極大的節(jié)約了SiCp/Al復合材料的生產制造成本。如圖1-3所示,高速加工作為提高加工應變率最直接的方式之一,在航空航天、交通運輸、醫(yī)療器械、模具制造等諸多領域具有良好的應用前景。圖1-3加工工藝和力學測試技術對應的應變率[18]隨著加工過程中的應變率提高,材料強度也發(fā)生變化,如圖1-4所示。隨著加工應變率的提高,塑性材料的拉伸強度σb和屈服強度σs逐漸增加,但拉伸強度的增長速率低于屈服強度。因此,屈服強度和拉伸強度的比值越來越接近
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-素之一,一直受到研究人員的廣泛關注。但由于SiCp/Al復合材料的自身結構特性以及當前技術手段的限制,目前對SiCp/Al復合材料尤其是高體分SiCp/Al復合材料的加工缺少系統(tǒng)性研究,對材料的基本加工性能缺乏深入了解,對其基礎加工機理尚未完全明確,極大地阻礙了SiCp/Al復合材料的廣泛應用。因此,本課題通過研究SiCp/Al復合材料高速加工條件下的表面質量,希望能夠進一步理解其加工機理,推動其應用。圖1-2SiCp/Al復合材料研究內容分布[17]相關研究表明,提高加工應變率不僅可以減少加工表面缺陷,改善加工表面質量,刀具性能也得到提高,極大的節(jié)約了SiCp/Al復合材料的生產制造成本。如圖1-3所示,高速加工作為提高加工應變率最直接的方式之一,在航空航天、交通運輸、醫(yī)療器械、模具制造等諸多領域具有良好的應用前景。圖1-3加工工藝和力學測試技術對應的應變率[18]隨著加工過程中的應變率提高,材料強度也發(fā)生變化,如圖1-4所示。隨著加工應變率的提高,塑性材料的拉伸強度σb和屈服強度σs逐漸增加,但拉伸強度的增長速率低于屈服強度。因此,屈服強度和拉伸強度的比值越來越接近
【參考文獻】:
期刊論文
[1]綜述:SiC/Al界面反應與界面結構演變規(guī)律及機制[J]. 邱豐,佟昊天,沈平,叢曉霜,王軼,姜啟川. 金屬學報. 2019(01)
[2]Ultrasonic vibration-assisted machining:principle,design and application[J]. Wei-Xing Xu,Liang-Chi Zhang. Advances in Manufacturing. 2015(03)
[3]鋁基碳化硅復合材料超聲振動輔助劃痕表面形貌研究[J]. 周曉勤,梁桂強,郭婷婷. 功能材料. 2014(23)
[4]高速銑削高體積分數SiCp/Al復合材料表面形貌及切屑機制的研究[J]. 于曉琳,黃樹濤,趙文珍,周麗,周家林. 中國機械工程. 2010(05)
[5]超高速加工技術及核心裝備體系的研究[J]. 田叢林. 機電信息. 2009(24)
[6]SiCp/Al復合材料的超精密車削試驗[J]. 葛英飛,徐九華,楊輝. 光學精密工程. 2009(07)
[7]碳化硅增強顆粒含量和尺寸對鋁基復合材料超精密車削表面的影響[J]. 葛英飛,徐九華,楊輝,羅松保,傅玉燦. 機械工程材料. 2007(06)
[8]顆粒增強金屬基復合材料的特種加工研究現狀[J]. 李德溥,姚英學,袁哲俊. 機械制造. 2006(10)
[9]單晶硅超精密磨削過程的分子動力學仿真[J]. 郭曉光,郭東明,康仁科,金洙吉. 機械工程學報. 2006(06)
[10]超高速加工技術的應用和發(fā)展趨勢[J]. 劉悅,劉英舜. 機床與液壓. 2003(05)
博士論文
[1]高速切削材料變形及斷裂行為對切屑形成的影響機理研究[D]. 王兵.山東大學 2016
[2]SiCp/Al復合材料薄壁件高速銑削機理實驗研究[D]. 焦可如.長春理工大學 2016
[3]高體積分數SiCp/Al復合材料高速銑削基礎研究[D]. 王濤.北京理工大學 2015
[4]SiCp/Al復合材料高速銑削表面質量及刀具磨損研究[D]. 王陽俊.哈爾濱工業(yè)大學 2012
碩士論文
[1]PCD刀具高速銑削SiCp/Al復合材料理論和試驗研究[D]. 叢鵬泉.北京理工大學 2015
本文編號:3500766
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
SiCp/Al復合材料微觀結構
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-素之一,一直受到研究人員的廣泛關注。但由于SiCp/Al復合材料的自身結構特性以及當前技術手段的限制,目前對SiCp/Al復合材料尤其是高體分SiCp/Al復合材料的加工缺少系統(tǒng)性研究,對材料的基本加工性能缺乏深入了解,對其基礎加工機理尚未完全明確,極大地阻礙了SiCp/Al復合材料的廣泛應用。因此,本課題通過研究SiCp/Al復合材料高速加工條件下的表面質量,希望能夠進一步理解其加工機理,推動其應用。圖1-2SiCp/Al復合材料研究內容分布[17]相關研究表明,提高加工應變率不僅可以減少加工表面缺陷,改善加工表面質量,刀具性能也得到提高,極大的節(jié)約了SiCp/Al復合材料的生產制造成本。如圖1-3所示,高速加工作為提高加工應變率最直接的方式之一,在航空航天、交通運輸、醫(yī)療器械、模具制造等諸多領域具有良好的應用前景。圖1-3加工工藝和力學測試技術對應的應變率[18]隨著加工過程中的應變率提高,材料強度也發(fā)生變化,如圖1-4所示。隨著加工應變率的提高,塑性材料的拉伸強度σb和屈服強度σs逐漸增加,但拉伸強度的增長速率低于屈服強度。因此,屈服強度和拉伸強度的比值越來越接近
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-素之一,一直受到研究人員的廣泛關注。但由于SiCp/Al復合材料的自身結構特性以及當前技術手段的限制,目前對SiCp/Al復合材料尤其是高體分SiCp/Al復合材料的加工缺少系統(tǒng)性研究,對材料的基本加工性能缺乏深入了解,對其基礎加工機理尚未完全明確,極大地阻礙了SiCp/Al復合材料的廣泛應用。因此,本課題通過研究SiCp/Al復合材料高速加工條件下的表面質量,希望能夠進一步理解其加工機理,推動其應用。圖1-2SiCp/Al復合材料研究內容分布[17]相關研究表明,提高加工應變率不僅可以減少加工表面缺陷,改善加工表面質量,刀具性能也得到提高,極大的節(jié)約了SiCp/Al復合材料的生產制造成本。如圖1-3所示,高速加工作為提高加工應變率最直接的方式之一,在航空航天、交通運輸、醫(yī)療器械、模具制造等諸多領域具有良好的應用前景。圖1-3加工工藝和力學測試技術對應的應變率[18]隨著加工過程中的應變率提高,材料強度也發(fā)生變化,如圖1-4所示。隨著加工應變率的提高,塑性材料的拉伸強度σb和屈服強度σs逐漸增加,但拉伸強度的增長速率低于屈服強度。因此,屈服強度和拉伸強度的比值越來越接近
【參考文獻】:
期刊論文
[1]綜述:SiC/Al界面反應與界面結構演變規(guī)律及機制[J]. 邱豐,佟昊天,沈平,叢曉霜,王軼,姜啟川. 金屬學報. 2019(01)
[2]Ultrasonic vibration-assisted machining:principle,design and application[J]. Wei-Xing Xu,Liang-Chi Zhang. Advances in Manufacturing. 2015(03)
[3]鋁基碳化硅復合材料超聲振動輔助劃痕表面形貌研究[J]. 周曉勤,梁桂強,郭婷婷. 功能材料. 2014(23)
[4]高速銑削高體積分數SiCp/Al復合材料表面形貌及切屑機制的研究[J]. 于曉琳,黃樹濤,趙文珍,周麗,周家林. 中國機械工程. 2010(05)
[5]超高速加工技術及核心裝備體系的研究[J]. 田叢林. 機電信息. 2009(24)
[6]SiCp/Al復合材料的超精密車削試驗[J]. 葛英飛,徐九華,楊輝. 光學精密工程. 2009(07)
[7]碳化硅增強顆粒含量和尺寸對鋁基復合材料超精密車削表面的影響[J]. 葛英飛,徐九華,楊輝,羅松保,傅玉燦. 機械工程材料. 2007(06)
[8]顆粒增強金屬基復合材料的特種加工研究現狀[J]. 李德溥,姚英學,袁哲俊. 機械制造. 2006(10)
[9]單晶硅超精密磨削過程的分子動力學仿真[J]. 郭曉光,郭東明,康仁科,金洙吉. 機械工程學報. 2006(06)
[10]超高速加工技術的應用和發(fā)展趨勢[J]. 劉悅,劉英舜. 機床與液壓. 2003(05)
博士論文
[1]高速切削材料變形及斷裂行為對切屑形成的影響機理研究[D]. 王兵.山東大學 2016
[2]SiCp/Al復合材料薄壁件高速銑削機理實驗研究[D]. 焦可如.長春理工大學 2016
[3]高體積分數SiCp/Al復合材料高速銑削基礎研究[D]. 王濤.北京理工大學 2015
[4]SiCp/Al復合材料高速銑削表面質量及刀具磨損研究[D]. 王陽俊.哈爾濱工業(yè)大學 2012
碩士論文
[1]PCD刀具高速銑削SiCp/Al復合材料理論和試驗研究[D]. 叢鵬泉.北京理工大學 2015
本文編號:3500766
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