高体积分数SiC_(p)/Al复合材料切削加工的材料去除机理

1

作者 刘京月 杨配轻 +3 位作者 郭毅 董树亮 张好强 安立宝 《机械工程材料》 北大核心 2025年第6期110-117,共8页

建立了不规则五边形和六边形SiC颗粒随机分布的体积分数60%SiC_(p)/Al复合材料的二维切削仿真模型,结合铣削试验探讨了复合材料的材料去除机理,模拟分析了切削速度(1,3,5,7,9 m·s^(−1))和刀具切削刃钝圆半径(10,15,20,25,30μm)对... 建立了不规则五边形和六边形SiC颗粒随机分布的体积分数60%SiC_(p)/Al复合材料的二维切削仿真模型,结合铣削试验探讨了复合材料的材料去除机理,模拟分析了切削速度(1,3,5,7,9 m·s^(−1))和刀具切削刃钝圆半径(10,15,20,25,30μm)对切削力和复合材料表面质量的影响。结果表明:采用二维切削仿真模型模拟得到切削速度1 m·s^(−1)、切削刃钝圆半径10μm条件下的切削力平均值为16.40 N,与试验结果的相对误差为14.67%,验证了模拟方法的准确性。在切削加工复合材料过程中,SiC颗粒阻碍位错运动,导致裂纹在颗粒/基体界面处萌生并扩展,最终形成切屑。铝基体的高延展性、颗粒与刀具的相对位置以及颗粒断裂、颗粒/基体界面脱黏、颗粒被拉出和颗粒被压入基体等是复合材料加工表面划痕、凹坑、粗糙颗粒断面、基体撕裂和空腔等损伤出现的主要原因。随着切削速度或切削刃钝圆半径的增加,切削加工复合材料时的切削力增大,加工表面粗糙度增大,加工表面质量变差。 展开更多

关键词 高体积分数sic_(p)/al复合材料 材料去除机理 切削力 表面粗糙度

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真空变压力浸渗法制备高体积分数SiC_p/Al复合材料 被引量：10

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作者 徐志锋 余欢 +4 位作者 蔡长春 胡美忠 严青松 万红 郑玉惠 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1551-1557,共7页

采用真空变压力浸渗法制备高体积分数SiCp／Al复合材料。结果表明，真空变压力浸渗法具有良好的渗流和凝固条件，避免了气体和夹杂物的裹入等问题；在压力为0．6MPa、保压时间为15min和温度为1073K的条件下，成功渗透了振实堆积的单一尺... 采用真空变压力浸渗法制备高体积分数SiCp／Al复合材料。结果表明，真空变压力浸渗法具有良好的渗流和凝固条件，避免了气体和夹杂物的裹入等问题；在压力为0．6MPa、保压时间为15min和温度为1073K的条件下，成功渗透了振实堆积的单一尺寸SiCp多孔体的最小粒径为17μm；而32μm的SiCp多孔体浸渗后的复合材料中SiCp体积分数达到了60％。在0．4～0．6MPa和1073K的条件下浸渗15min，可渗透的最小SiCp粒径达到了10μm，其体积分数为56％。经OM、SEM、XRD分析表明，铝液渗透均匀，内部组织致密，无明显的孔洞及夹杂等铸造缺陷，界面无脆性Al4C3相生成。 展开更多

关键词 真空变压力浸渗 sicp/al复合材料 制备 高体积分数

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YT类硬质合金金刚石涂层成形刀具对高体积分数SiC_P/Al复合材料的铣削特性研究 被引量：1

3

作者 张晓辉 许幸新 +2 位作者 张春林 向道辉 郑友益 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期60-64,共5页

采用热丝化学气相沉积法在B212型YT15硬质合金成形铣刀片上制备了微米级金刚石涂层,并以65%SiC颗粒增强铝基复合材料为试件材料进行铣削试验。通过与未涂层硬质合金铣刀进行对比,评价了金刚石涂层硬质合金成形铣刀的涂层效果。结果表明... 采用热丝化学气相沉积法在B212型YT15硬质合金成形铣刀片上制备了微米级金刚石涂层,并以65%SiC颗粒增强铝基复合材料为试件材料进行铣削试验。通过与未涂层硬质合金铣刀进行对比,评价了金刚石涂层硬质合金成形铣刀的涂层效果。结果表明：在相同的切削参数下,金刚石涂层硬质合金刀具各种铣削力比未涂层硬质合金刀具的降低50%-65%;所涂覆金刚石薄膜在铣削过程中具有良好的膜-基附着强度,且经酸碱预处理的涂层硬质合金刀具较适合于高体积分数SiCP/Al复合材料的粗加工,醇碱预处理的涂层硬质合金刀具较适合于其半精加工;涂层硬质合金刀具持续加工的工件表面质量优于未涂层硬质合金刀具所加工,且所铣槽的成形精度较未涂层硬质合金刀具所铣槽提高约30%。 展开更多

关键词 YT15硬质合金成形刀具 金刚石涂层 热丝化学气相沉积 高体积分数sicp/al复合材料 铣削特性

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高体积分数SiC_P/Al复合材料固溶处理工艺研究 被引量：1

4

作者 方玲 张小联 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期42-44,共3页

采用金相分析、维氏硬度测定、拉伸试验以及扫描电镜观察等研究手段研究了固溶热处理工艺对高体积分数SiCP/Al复合材料的力学性能、拉伸曲线和断口组织的影响。结果表明:当固溶温度为528℃时,材料的强度和韧性都处于最佳状态,其缺口抗... 采用金相分析、维氏硬度测定、拉伸试验以及扫描电镜观察等研究手段研究了固溶热处理工艺对高体积分数SiCP/Al复合材料的力学性能、拉伸曲线和断口组织的影响。结果表明:当固溶温度为528℃时,材料的强度和韧性都处于最佳状态,其缺口抗弯力位移曲线在较高应力下出现平台,说明可通过优化固溶处理参数,提高材料的强度及韧性,降低材料的瞬时破坏性断裂倾向。 展开更多

关键词 高体积分数sicp/al复合材料 固溶处理 拉伸曲线 抗拉强度 断裂韧性

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磨削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形成机制 被引量：8

5

作者 于晓琳 赵文珍 +1 位作者 黄树涛 周丽 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2012年第6期666-670,709,共6页

针对高体积分数SiCp/Al复合材料精密加工问题,研究了磨削加工高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌的形成机制.使用金刚石砂轮在干式和湿式两种磨削条件下对高体积分数SiCp/Al复合材料进行磨削实验研究,通过表面粗糙度仪对表面粗糙度进行... 针对高体积分数SiCp/Al复合材料精密加工问题,研究了磨削加工高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌的形成机制.使用金刚石砂轮在干式和湿式两种磨削条件下对高体积分数SiCp/Al复合材料进行磨削实验研究,通过表面粗糙度仪对表面粗糙度进行测量,运用扫描电镜对磨削加工的表面形貌进行观测研究.结果表明:该材料磨削表面的主要缺陷为SiC颗粒拔出、破碎、压入和Al基体的涂敷等,SiC颗粒的破碎和脱落是磨削加工该材料表面形成的主要机制.两种磨削条件下工件进给速度对表面粗糙度的影响比磨削深度更显著,湿式磨削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构还是表面粗糙度上都好于干式磨削. 展开更多

关键词 sicp al复合材料 高体积分数 干式磨削 湿式磨削 金刚石砂轮 表面粗糙度 表面形貌 表面缺陷

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高体积分数SiC_p/Al复合材料小孔钻削的试验研究 被引量：4

6

作者 王泽诚 解丽静 高飞农 《工具技术》 2019年第10期18-22,共5页

碳化硅颗粒增强铝基(SiC p/Al)复合材料由于其优异的物理机械性能,在航空航天、汽车和电子封装等行业具有巨大的应用潜力。但SiC p/Al复合材料可切削加工性差,切削时刀具磨损剧烈,加工表面质量难以满足生产要求,其推广应用受到了极大的... 碳化硅颗粒增强铝基(SiC p/Al)复合材料由于其优异的物理机械性能,在航空航天、汽车和电子封装等行业具有巨大的应用潜力。但SiC p/Al复合材料可切削加工性差,切削时刀具磨损剧烈,加工表面质量难以满足生产要求,其推广应用受到了极大的限制。随着SiC p/Al复合材料在高速车削、高速铣削、窄槽铣削等方面不断获得技术突破,小直径孔的钻削和螺纹加工技术成为产品研制和生产中的瓶颈。针对高体积分数SiC p/Al复合材料2mm直径小孔钻削开展试验研究,采用金刚石涂层硬质合金钻头和啄钻工艺方法,研究钻削力、刀具磨损和钻孔质量,对比了干湿两种啄钻方法对钻削工艺的影响。 展开更多

关键词 啄钻 sicp/al复合材料 小孔钻削 高体积分数 金刚石涂层硬质合金钻头

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高体积分数SiC_p/Al复合材料表面粉化的原因

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作者 武晓丹 方敬忠 +1 位作者 刘红 吴海鹰 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期33-36,共4页

在850℃下,分别用纯铝熔体或硅质量分数为5%,12.5%,20%的铝硅合金熔体浸渗反应烧结碳化硅(RBSiC)坯体,获得硅含量不同的高体积分数SiC_p/Al复合材料;该复合材料在空气中长时间放置后表面粉化,采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱仪等... 在850℃下,分别用纯铝熔体或硅质量分数为5%,12.5%,20%的铝硅合金熔体浸渗反应烧结碳化硅(RBSiC)坯体,获得硅含量不同的高体积分数SiC_p/Al复合材料;该复合材料在空气中长时间放置后表面粉化,采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱仪等分析了复合材料及其粉化后粉末的组织形貌及成分,并分析其粉化原因。结果表明:在空气中静置两个月后,硅含量低的复合材料(原料中硅质量分数为0,5%)表面形成大量粉末,硅含量高的复合材料表面则不会粉化,粉末主要为棒状和片状Al(OH)_3;复合材料制备过程中由于硅含量不足产生了碳化铝,碳化铝在空气中水解导致粉化。 展开更多

关键词 高体积分数sicp/al复合材料 硅含量 粉化

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高体积分数SiCP／Al复合材料的细观结构设计及性能研究 被引量：1

8

作者 方玲 张小联 陈康华 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期22-25,共4页

根据细观结构设计理论,采用高压制粒-低压浸渗方法制备了铝颗粒增韧的SiCP-Al/Al复合材料(SiC在SiCP-Al团聚颗粒中的体积分数为62%,其总体积分数则为55%),并研究了其硬度、强度及韧性等机械性能。结果表明,SiCP-Al/Al复合材料与普通55%S... 根据细观结构设计理论,采用高压制粒-低压浸渗方法制备了铝颗粒增韧的SiCP-Al/Al复合材料(SiC在SiCP-Al团聚颗粒中的体积分数为62%,其总体积分数则为55%),并研究了其硬度、强度及韧性等机械性能。结果表明,SiCP-Al/Al复合材料与普通55%SiCP/Al复合材料相比,断裂韧性略有提高,硬度提高50%左右;与普通62%SiCP/Al复合材料相比,韧性提高33.7%。 展开更多

关键词 高体积分数sicp/al复合材料 细观结构设计 sic团聚颗粒 铝颗粒增韧

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高体积分数SiCp/Al复合材料的研究现状 被引量：9

9

作者 方玲 张小联 王科军 《江西有色金属》 2007年第4期34-37,共4页

从高体积分数SiCp/Al复合材料的制备工艺、性能和应用等方面综述了其国内外研究现状,并指出其今后研究亟待突破的重点与难点。

关键词 高体积分数sicp/al复合材料 制备方法 性能 电子封装

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预热温度对激光选区熔化成形30%SiC_(p)/AlSi10Mg复合材料力学性能的影响 被引量：2

10

作者 郭耀旗 唐敏 +4 位作者 马红林 魏文猴 王林志 范树迁 张祺 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期154-160,共7页

基板常温工况下激光选区熔化成形中等体积分数SiC_(p)/Al复合材料存在孔洞、裂纹等冶金缺陷,从而导致成形零件致密度低、力学性能差等问题。首先研究了固定优化成形工艺参数时,基板预热温度(200~400℃)对45μm的30%(质量分数,下同)SiC_(... 基板常温工况下激光选区熔化成形中等体积分数SiC_(p)/Al复合材料存在孔洞、裂纹等冶金缺陷,从而导致成形零件致密度低、力学性能差等问题。首先研究了固定优化成形工艺参数时,基板预热温度(200~400℃)对45μm的30%(质量分数,下同)SiC_(p)/AlSi10Mg成形零件表观致密度和力学性能的影响;进一步提高SiC_(p)质量分数至50%,再次评价了上述基板预热温度对成形性能的影响。结果表明,当SiC_(p)质量分数为30%时,升高基板预热温度可以减少成形零件的孔洞和裂纹,成形零件的表观致密度及力学性能显著提高;当基板预热至400℃时,成形零件表观致密度最高达到97.98%,与此同时极限抗压强度和极限抗拉强度分别为578 MPa和56 MPa;随着SiC_(p)质量分数进一步增加至50%,基板预热温度对成形零件致密化和力学性能的强化效果逐步减弱。本研究证明高温预热基板能够有效抑制激光选区熔化成形中等体积分数SiC_(p)/Al复合材料的冶金缺陷,为增材制造SiC_(p)/Al复合材料提供了工程应用解决方案。 展开更多

关键词 中等体积分数 sic_(p)/al复合材料 激光选区熔化 基板预热 致密度 力学性能

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高体积分数SiC_P/Al复合材料断裂性能及其机理研究

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作者 方玲 陈康华 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期39-43,共5页

对高体积分数SiCP/Al复合材料的硬度、抗拉强度及断裂韧性进行了实验研究。结果表明,随SiC颗粒体积分数的增加,该复合材料的维氏硬度为单调增大;而抗拉强度和断裂韧性均呈先升后降的变化规律,并在体积分数为55%时达到最大值。

关键词 高体积分数 sicp/al复合材料 抗拉强度 断裂韧性 断裂机理

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高体积分数颗粒预制件及其复合材料的制备 被引量：6

12

作者 熊德赣 赵恂 +2 位作者 姜冀湘 郝元恺 易伟 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期30-33,共4页

研究了高体积分数颗粒预制件制备工艺及其对复合材料复合质量的影响。用超声分散工艺获得了不同粒径颗粒分布均匀的预制件。用单一粒径及多种粒径制成的预制件的最大体积分数分别为 53%和 66%。采用改进的压力浸渗工艺制备了宏观、微观... 研究了高体积分数颗粒预制件制备工艺及其对复合材料复合质量的影响。用超声分散工艺获得了不同粒径颗粒分布均匀的预制件。用单一粒径及多种粒径制成的预制件的最大体积分数分别为 53%和 66%。采用改进的压力浸渗工艺制备了宏观、微观质量均较好的SiCp/Al复合材料。 展开更多

关键词 金属基复合材料 高体积分数颗粒预制件 sicp\al

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高应变速率下SiC_(p)/Al复合材料的动态力学性能及其本构关系 被引量：1

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作者 邬小萍 吕琴丽 +2 位作者 杨宽 杨中元 纪红 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期83-87,共5页

利用分离式Hopkinson压杆试验装置对体积分数15%SiC_(p)/Al复合材料进行动态压缩试验,研究了该复合材料在500~2000 s^(-1)高应变速率下的动态力学性能及其显微组织演变;基于试验数据,通过包含与应变速率和塑性应变相关的绝热温升软化项... 利用分离式Hopkinson压杆试验装置对体积分数15%SiC_(p)/Al复合材料进行动态压缩试验,研究了该复合材料在500~2000 s^(-1)高应变速率下的动态力学性能及其显微组织演变;基于试验数据,通过包含与应变速率和塑性应变相关的绝热温升软化项的Johnson-Cook本构模型对应力-应变曲线进行预测,并将模型预测结果与试验结果进行对比。结果表明:复合材料的应变速率强化效应不明显,但是该材料具有显著的应变强化效应;随着应变速率的增加,复合材料的变形类型由均匀变形向局部化变形转变,增强相颗粒破裂严重,绝热剪切带在局部区域形成并扩展;采用包含绝热温升软化项Johnson-Cook本构模型计算得到的应力-应变曲线与试验结果间的相对误差小于17%。 展开更多

关键词 sic_(p)/al复合材料 Johnson-Cook本构模型 高应变速率 本构关系 动态压缩

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基于综合评价的SiC_(p)/Al磨削表面质量试验 被引量：6

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作者 赵旭 巩亚东 +1 位作者 张伟健 韩冰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期329-339,共11页

目的针对高体积分数SiC_(p)/Al加工表面缺陷复杂多样,提出其表面质量综合评价方法,研究磨削参数对SiC_(p)/Al磨削表面质量的耦合影响规律,优化加工工艺。方法基于SiC_(p)/Al磨削加工表面缺陷,提出粗糙度综合指标SR为主、表面形貌为辅的... 目的针对高体积分数SiC_(p)/Al加工表面缺陷复杂多样,提出其表面质量综合评价方法,研究磨削参数对SiC_(p)/Al磨削表面质量的耦合影响规律,优化加工工艺。方法基于SiC_(p)/Al磨削加工表面缺陷,提出粗糙度综合指标SR为主、表面形貌为辅的表面质量综合评价方法,采用全因子试验方法分析低、高进给速度工况下主轴转速和磨削深度对表面质量的影响规律。借助Abaqus软件揭示SiC_(p)/Al磨削表面形成机理,解释试验结果。结果小切深(a_(p)为5mm和20mm)时,粗糙度综合指标SR随着主轴转速n_(s)的增加而先递减再增大;大切深(a_(p)为40mm和80mm)时,SR随着n_(s)的递增而递减或近似递减。低主轴转速(n_s为2000 r/min和4000 r/min)时,SR随着磨削深度a_p的增加(a_(p)由5mm递增到80mm)而先增大再减小而后又增加;高主轴转速(n_(s)为6000 r/min和8000 r/min)时,SR随着a_p的增加而先增加再低进给量时减小或高进给量时增加。获得最佳磨削表面质量的最优磨削参数是:进给速度v_(f)=50 mm/min,磨削深度a_(p)=5mm,主轴转速n_(s)=6000r/min。兼顾磨削效率和表面质量的最优磨削参数是:v_(f)=50mm/min,a_(p)=80mm,n_(s)=8000 r/min。结论表面质量综合评价方法的可靠性较高,主轴转速和磨削深度对表面质量的影响具有耦合性,减小磨削深度、采用适当主轴转速有助于改善表面质量。 展开更多

关键词 高体积分数sic_(p)/al 磨削 表面质量 粗糙度综合指标 全因子试验

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机载光电产品扫描反射镜结构优化设计 被引量：4

15

作者 刘健 杨耀山 +2 位作者 张红刚 李运动 孙蓓 《电光与控制》 北大核心 2013年第10期73-77,共5页

扫描反射镜广泛应用于机载光电产品中,其镜面变形直接影响着光学系统的光路及成像质量。另外,反射镜作为运动部件,需要在保证刚度的情况下尽量减轻重量,降低转动惯量。考虑过载和随机振动工况,运用OptiStruct、Nx.Nastran和UG软件对某... 扫描反射镜广泛应用于机载光电产品中,其镜面变形直接影响着光学系统的光路及成像质量。另外,反射镜作为运动部件,需要在保证刚度的情况下尽量减轻重量,降低转动惯量。考虑过载和随机振动工况,运用OptiStruct、Nx.Nastran和UG软件对某机载光电产品扫描反射镜进行结构优化设计,获得了一种适于背部两点支撑的扫描反射镜结构构型。扫描反射镜优化前后的面型结果对比表明,改进构型与原始设计构型刚度基本一致,重量和转动惯量降低明显。在此基础上,反射镜材料选用高体积分数铝基碳化硅复合材料(SiCp/Al),重量进一步降低,刚度得到提高。 展开更多

关键词 扫描反射镜 结构优化 随机振动 机载光电产品 高体积分数铝基碳化硅复合材料（sicp al）

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