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SiC_(p)/Al复合材料高效低损伤加工技术研究进展
1
作者 赵重阳 韩基山 +2 位作者 王毅 赵波 唐进元 《工具技术》 北大核心 2025年第3期1-19,共19页
铝基碳化硅(SiC_(p)/Al)复合材料在实际加工中存在加工效率低、刀具磨损严重和表面完整性差等问题,上述问题限制着SiC_(p)/Al在工程领域的应用。为实现SiC_(p)/Al的高效低损伤加工,本文从工艺参数的选择、界面冷却润滑、刀具选用及优化... 铝基碳化硅(SiC_(p)/Al)复合材料在实际加工中存在加工效率低、刀具磨损严重和表面完整性差等问题,上述问题限制着SiC_(p)/Al在工程领域的应用。为实现SiC_(p)/Al的高效低损伤加工,本文从工艺参数的选择、界面冷却润滑、刀具选用及优化的角度出发,总结了传统机械加工的研究现状。从激光加工、电火花加工、超声辅助加工、磨料水射流加工、激光加热辅助加工以及电化学射流加工的研究现状出发,详述了各种加工方法的特点以及现阶段存在的突出问题。并从切削力、刀具磨损、材料去除形式、表面和亚表面损伤方面出发,论述了加工参数对表面完整性的影响规律。在总结现有加工方法研究现状的基础上,指出了多能场复合加工是改善SiC_(p)/Al切削性能、降低刀具磨损及表面损伤、提高加工精度和表面完整性的有效途径,也是未来的发展趋势。 展开更多
关键词 sic_(p)/al复合材料 表面完整性 材料去除形式 刀具磨损 多能场复合加工
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SiC_(p)/Al复合材料纳米混粉电火花-电解复合加工特性研究
2
作者 刘庆玉 沙瑞 +2 位作者 王亚青 陈珂 王侃 《电加工与模具》 北大核心 2025年第S1期66-74,共9页
为实现金属基复合材料的高效加工,以SiC_(p)/Al为工件,采用混入活性剂纳米颗粒的低浓度盐溶液作为工作液,开展纳米颗粒混粉电火花-电解复合加工小孔实验,调整了工作液配比和电加工参数值,研究了电参数如峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔以... 为实现金属基复合材料的高效加工,以SiC_(p)/Al为工件,采用混入活性剂纳米颗粒的低浓度盐溶液作为工作液,开展纳米颗粒混粉电火花-电解复合加工小孔实验,调整了工作液配比和电加工参数值,研究了电参数如峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔以及不同纳米颗粒、工作液电导率对材料去除率和加工孔锥度的作用规律。结果表明:增加峰值电流和脉宽,可提高材料去除率、降低加工孔锥度;加工孔锥度随着石墨烯、W粉末体积浓度和粒径增加而降低,Al_(2)O_(3)粉末与之相反;石墨烯、W粉末工作液在较高电导率时提高材料去除率,Al_(2)O_(3)粉末工作液的材料去除率最高,加工孔锥度随着电导率增加而增大,证明通过调控工艺参数可有效调控加工效率和加工精度。 展开更多
关键词 纳米混粉 电火花-电解复合加工 sic_(p)/al复合材料 小孔加工 加工特性
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SiC_(p)/Al复合材料回转电火花-电解-化学复合加工研究
3
作者 吴小川 刘志东 +1 位作者 杨海林 李昀泽 《电加工与模具》 北大核心 2025年第1期69-75,共7页
针对超高温铝基碳化硅材料热电偶保护套管椎体外壳加工难题,开展了回转电火花-电解-化学复合加工工艺研究,通过研究电极转速、工件转速、电解液配比对材料去除率、相对电极损耗率和工件表面重铸层厚度的影响,并经工艺试验以最优参数加... 针对超高温铝基碳化硅材料热电偶保护套管椎体外壳加工难题,开展了回转电火花-电解-化学复合加工工艺研究,通过研究电极转速、工件转速、电解液配比对材料去除率、相对电极损耗率和工件表面重铸层厚度的影响,并经工艺试验以最优参数加工出体积分数为55%的铝基碳化硅复合材料,获得长度为18.67 mm、小端直径为2.6 mm、大端直径为12 mm、锥度为1∶2的无重铸层锥形外表面,初步验证了回转电火花-电解-化学复合加工工艺应用于超高温铝基碳化硅材料热电偶保护套管椎体外壳加工的可行性。 展开更多
关键词 回转式 电火花加工 sic_(p)/al 复合加工 超高温热电偶 保护套管
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55%SiC_(p)/Al复合材料尺寸稳定化研究
4
作者 崔岩 李鹏伟 +3 位作者 李硕 曹雷刚 杨越 刘园 《材料工程》 北大核心 2025年第4期169-177,共9页
以高模量、低膨胀为特征的高体积分数SiC_(p)/Al复合材料在航空航天精密仪器领域极具应用潜力,深化该材料的尺寸稳定性研究并进一步提高构件精度稳定性至关重要。分别对平均粒径(D50)为14、76μm及14μm与76μm级配3种SiC颗粒增强高体... 以高模量、低膨胀为特征的高体积分数SiC_(p)/Al复合材料在航空航天精密仪器领域极具应用潜力,深化该材料的尺寸稳定性研究并进一步提高构件精度稳定性至关重要。分别对平均粒径(D50)为14、76μm及14μm与76μm级配3种SiC颗粒增强高体积分数(55%)铝基复合材料进行固溶时效和不同温度参数的固溶后冷热循环处理以及单纯的冷热循环处理等不同的尺寸稳定化处理,处理完成后与制备态试样同时进行5次180℃的低温热载荷环境的尺寸稳定性测试。结果表明:相较于14μm增强相颗粒试样,76μm及14μm与76μm级配的增强相颗粒试样均表现出更好的尺寸稳定性,制备态试样尺寸变化率(dV/V)可稳定在1×10-3左右;在5种尺寸稳定化处理制度中,固溶后进行-196~191℃(4次)冷热循环处理的尺寸稳定化效果最为显著,处理后的试样尺寸变化率(dV/V)可稳定在10-4数量级;通过X射线衍射谱图对比,固溶后冷热循环处理对强化相Al2Cu析出有明显促进作用。 展开更多
关键词 sic_(p)/al复合材料 尺寸稳定化 冷热循环处理 强化相
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高尺寸稳定性55%SiC_(P)/2024Al复合材料的颗粒级配及热处理工艺
5
作者 崔岩 吕雪榕 +2 位作者 蔡长宏 杨越 曹雷刚 《材料工程》 北大核心 2025年第6期162-171,共10页
基于中位粒径分别为76μm和14μm的粗细两种SiC颗粒,按不同配比设计6种颗粒级配方案,并通过热等静压烧结成型制备体积分数为55%的SiC_(P)/2024Al复合材料,设计“冷热循环”和“固溶+冷热循环”两种稳定化热处理工艺,研究了颗粒级配及热... 基于中位粒径分别为76μm和14μm的粗细两种SiC颗粒,按不同配比设计6种颗粒级配方案,并通过热等静压烧结成型制备体积分数为55%的SiC_(P)/2024Al复合材料,设计“冷热循环”和“固溶+冷热循环”两种稳定化热处理工艺,研究了颗粒级配及热处理对55%SiC_(P)/2024Al复合材料微观组织结构及尺寸稳定性的影响。结果表明:颗粒级配对铝合金基体中的Al_(2)Cu相含量有显著影响,当细SiC颗粒占比为40%时有利于Al_(2)Cu相的析出,而固溶+冷热循环稳定化热处理提高了Al_(2)Cu相的尺寸均匀性和分布均匀性,进一步提高相稳定性;在真实模型及标准模型中,稳定化热处理过程所产生的热错配应力水平,随着细SiC颗粒占比的提高表现出先上升后下降的趋势,占比为40%时Mises应力达到最大值(分别为7.95 MPa和3.52 MPa),有利于复合材料内部残余应力的释放,提高应力状态稳定性;采用14μm细SiC颗粒占比为40%的颗粒级配方案并进行固溶+冷热循环稳定化热处理时,55%SiC_(P)/2024Al复合材料具有最佳的尺寸稳定性,在5次180℃热载荷测试中的尺寸变化率保持在±0.07%以内。 展开更多
关键词 sic_(p)/al复合材料 颗粒级配 尺寸稳定性 冷热循环处理
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高体积分数SiC_(p)/Al复合材料切削加工的材料去除机理
6
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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铣削参数对SiC_(p)/Al复合材料切削力及表面质量的影响
7
作者 王奔 刘国家 +2 位作者 张棋 徐仁杰 唐家杰 《工具技术》 北大核心 2025年第4期30-36,共7页
SiC p/Al复合材料作为一种典型的难加工材料,因颗粒失效导致的加工表面缺陷,是阻碍SiC p/Al复合材料广泛使用原因之一。本文通过铣削正交试验,以切削力、表面粗糙度、材料表面的凹坑、划痕等缺陷作为评价指标,探究铣削参数对SiC p/Al复... SiC p/Al复合材料作为一种典型的难加工材料,因颗粒失效导致的加工表面缺陷,是阻碍SiC p/Al复合材料广泛使用原因之一。本文通过铣削正交试验,以切削力、表面粗糙度、材料表面的凹坑、划痕等缺陷作为评价指标,探究铣削参数对SiC p/Al复合材料铣削质量的影响。试验结果表明,切削速度对轴向力的影响较大,切削深度和进给量次之;进给量对进给力的影响较大,切削深度和切削速度次之。在加工过程中,切削参数对表面粗糙度的影响依次为:进给量>切削深度>切削速度。随着切削速度和进给量的增加,SiC颗粒出现不同程度的破碎,产生凹坑、划痕等现象,导致表面缺陷增多,表面质量变差。在实际加工中应采用较小的切削速度和进给量加工SiC p/Al复合材料,通过优化铣削参数可以提升表面加工质量,对SiC p/Al复合材料高效加工有理论指导意义。 展开更多
关键词 sic p/al复合材料 铣削参数 表面粗糙度 表面质量 切削力
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SiC_(p)/Al复合材料内冲液电火花喷爆加工试验研究
8
作者 刘宇 陈海静 +4 位作者 曲嘉伟 刘炜航 张诗奇 马付建 张生芳 《电加工与模具》 北大核心 2024年第6期13-18,共6页
在电火花加工小孔时,随着加工深度的增加,电蚀产物排出困难,影响加工效率。因此,设计了电火花喷爆加工下有内冲液和无内冲液的单因素对比试验,分析了内冲液作用下SiC_(p)/Al复合材料电火花喷爆加工冲液压力、电极内径和SiC质量分数对小... 在电火花加工小孔时,随着加工深度的增加,电蚀产物排出困难,影响加工效率。因此,设计了电火花喷爆加工下有内冲液和无内冲液的单因素对比试验,分析了内冲液作用下SiC_(p)/Al复合材料电火花喷爆加工冲液压力、电极内径和SiC质量分数对小孔加工性能和表面质量的影响规律。结果表明:在3 MPa冲液压力下,采用内径1.5 mm的管电极加工质量分数55%的SiC_(p)/Al复合材料,较无内冲液加工时,加工效率提高了26.9%,电极相对损耗率降低了29.6%,加工锥度降低了29.2%,表面粗糙度值降低了19.2%。 展开更多
关键词 sic_(p)/al复合材料 电火花喷爆加工 内冲液 工艺规律
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不同SiC颗粒本构模型在SiC_(p)/Al复合材料切削仿真中的应用
9
作者 林洁琼 孟繁昊 +2 位作者 卢明明 杜永盛 高强 《宇航材料工艺》 CSCD 北大核心 2024年第6期38-43,共6页
基于有限元仿真软件建立SiC颗粒为JH2本构模型的SiC_(p)/Al复合材料切削模型,并与前人的切削试验进行了对比,研究不同SiC颗粒本构模型的变化规律以及其切屑、表面形貌和切削力。结果表明,切削JH2模型SiC颗粒的SiC_(p)/Al复合材料所产生... 基于有限元仿真软件建立SiC颗粒为JH2本构模型的SiC_(p)/Al复合材料切削模型,并与前人的切削试验进行了对比,研究不同SiC颗粒本构模型的变化规律以及其切屑、表面形貌和切削力。结果表明,切削JH2模型SiC颗粒的SiC_(p)/Al复合材料所产生的切屑较为破碎,材料表面不同位置的颗粒更接近实际切削实验中会出现挤出、碎断和凸起的情况,整体切削力波动较为平缓。JH2本构模型的SiC颗粒适用于SiC_(p)/Al复合材料切削仿真。 展开更多
关键词 sic_(p)/al复合材料 sic颗粒 本构模型 有限元仿真
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SiC_(p)增强铝基复合材料微弧氧化层的制备及性能研究
10
作者 刘雪辰 张镜斌 +5 位作者 姚永辉 高磊 张伟强 高志杰 杨艳 陈海文 《热加工工艺》 北大核心 2025年第7期150-156,共7页
对SiC_(p)增强铝基复合材料进行微弧氧化和封孔处理,对膜层的厚度、粗糙度、表面微观形貌、相组成和耐盐雾腐蚀性能进行检测分析,研究了电参数和封闭处理对微弧氧化膜层微观形貌和耐蚀性的影响。结果表明:微弧氧化膜层主要由α-Al_(2)O_... 对SiC_(p)增强铝基复合材料进行微弧氧化和封孔处理,对膜层的厚度、粗糙度、表面微观形貌、相组成和耐盐雾腐蚀性能进行检测分析,研究了电参数和封闭处理对微弧氧化膜层微观形貌和耐蚀性的影响。结果表明:微弧氧化膜层主要由α-Al_(2)O_(3)和γ-Al_(2)O_(3)相组成,当膜层厚度为30~40μm时,粗糙度可以控制在2.12μm以下。粗糙度最佳的电参数为频率1000 Hz、占空比30%、电流密度1 A/dm^(2)。封孔处理可以大幅提高SiC_(p)增强铝基复合材料微弧氧化膜层的耐蚀性。 展开更多
关键词 sic_(p)增强铝基复合材料 微弧氧化 封孔处理 耐蚀性
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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
11
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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刃口钝圆半径对SiC_(p)/Al复合材料铣削表面质量和切屑形貌影响研究
12
作者 高航 牛秋林 +2 位作者 戎杰 邱新义 李鹏南 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期50-57,共8页
碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_(p)/Al)具有卓越的物理力学性能,广泛应用于航空航天、电子、军事等高端领域。本文以体积分数为20%的SiC_(p)/Al复合材料为研究对象,采用单因素试验方法进行干式铣削,分析刀具刃口钝圆半径和切削速度对... 碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_(p)/Al)具有卓越的物理力学性能,广泛应用于航空航天、电子、军事等高端领域。本文以体积分数为20%的SiC_(p)/Al复合材料为研究对象,采用单因素试验方法进行干式铣削,分析刀具刃口钝圆半径和切削速度对切削力、表面形貌、表面粗糙度(Ra)和切屑形貌的影响。结果表明:切削力随着刃口钝圆半径的增加而降低,随着切削速度的增加先降低后增加;随着刃口钝圆半径的增加,加工表面的凹坑和犁沟缺陷减少,表面Ra呈降低趋势。随着切削速度的增加,加工表面的划痕缺陷增多,表面Ra呈现先增加后降低的趋势;在不同刃口钝圆半径和不同切削速度下,切屑形状均呈不规则锯齿状。切屑非自由表面微观形貌随着刃口钝圆半径的增加逐渐变得光滑,随着切削速度的增加出现更严重的裂纹。 展开更多
关键词 sic_(p)/al复合材料 刃口钝圆半径 切削速度 表面质量
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双尺度SiC_(p)增强Al基复合材料的制备及耐磨性研究
13
作者 李龙 余申卫 +5 位作者 王成辉 范玉虎 王惠梅 汪勇 杨蕾 付永红 《热加工工艺》 北大核心 2024年第5期153-158,共6页
采用粉末冶金法制备了双尺度SiC_(p)增强Al基复合材料,SiC_(p)双粒径50μm:10μm的比例分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1及5∶1,添加总含量为20vol%。通过销盘式摩擦磨损试验机对复合材料及对比试样HT300材料的耐磨性能进行了测试,使用SEM... 采用粉末冶金法制备了双尺度SiC_(p)增强Al基复合材料,SiC_(p)双粒径50μm:10μm的比例分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1及5∶1,添加总含量为20vol%。通过销盘式摩擦磨损试验机对复合材料及对比试样HT300材料的耐磨性能进行了测试,使用SEM、EDS对复合材料及HT300摩擦磨损前后的微观形貌进行了表征,并对复合材料摩擦磨损机理进行了分析。结果表明,SiC_(p)与Al基体界面结合良好,无界面脱粘及孔隙产生。任一碳化硅颗粒粒径配比的SiC_(p)/Al基复合材料的耐磨性能均优于HT300,其中颗粒粒径配比为3∶1时耐磨性能最优,HT300磨损量约为颗粒粒径配比3∶1时的7~13倍。 展开更多
关键词 sic_(p)/al基复合材料 双尺度 耐磨性能
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高体积分数SiC_(p)/Al复合材料的螺旋铣削试验研究 被引量：1
14
作者 苗永鑫 焦安源 +2 位作者 李海一 刘杰 孙鹏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期164-172,共9页
目的分析体积分数为55%的SiC_(p)/Al复合材料在螺旋铣削加工条件下的材料去除机理,提高制孔的孔径精度和表面质量,降低表面粗糙度,为螺旋铣削加工提供一定理论基础。方法首先,基于螺旋铣削运动规律分析复合材料中单一碳化硅颗粒的受力... 目的分析体积分数为55%的SiC_(p)/Al复合材料在螺旋铣削加工条件下的材料去除机理,提高制孔的孔径精度和表面质量,降低表面粗糙度,为螺旋铣削加工提供一定理论基础。方法首先,基于螺旋铣削运动规律分析复合材料中单一碳化硅颗粒的受力状况及不同去除形式。其次,对铝基体、碳化硅颗粒以及刀具进行建模,模拟碳化硅颗粒在加工过程中的去除形式,并分析3种典型去除形式对表面粗糙度的影响。再次,以螺旋铣削的方式,采用直径为4mm的PCD铣刀在8mm厚的SiC_(p)/Al复合材料上制备直径为6mm的孔。通过响应面法,以主轴转速、进给速度和螺距作为优化变量,孔径精度和表面粗糙度作为优化指标,建立相应的响应分析模型,得到切削参数与优化指标的多元回归方程,研究各工艺参数之间的交互作用。最后,对响应面法得到的较优工艺参数进行试验验证。结果当主轴转速为3388 r/min(切削速度为42.575m/min)、进给速度为175mm/min、螺距为0.26mm时,制孔满足孔径H7的技术要求,表面粗糙度Ra值为1.5303μm。结论适当提高切削速度可增大颗粒被切断的概率,相较于颗粒被挤压和颗粒被拔出,颗粒被切断时已加工表面质量更好。 展开更多
关键词 sic_(p)/al复合材料 螺旋铣削 切削机理 有限元仿真 表面质量
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SiC_(p)/Al复合材料多能场复合加工机理分析与试验
15
作者 韩昇 陈成伟 +2 位作者 陈美伶 荣沁 朱永伟 《电加工与模具》 北大核心 2024年第6期67-72,共6页
为实现SiC_(p)/Al复合材料的高精高效加工,采用复合旋转超声与磨削、电加工等特种加工方法,研究了旋转超声机械-电解复合加工机理,分析了多能场加工参数的作用效果,探讨了加工效率、表面质量等指标,建立了数学分析模型,设计构建旋转超... 为实现SiC_(p)/Al复合材料的高精高效加工,采用复合旋转超声与磨削、电加工等特种加工方法,研究了旋转超声机械-电解复合加工机理,分析了多能场加工参数的作用效果,探讨了加工效率、表面质量等指标,建立了数学分析模型,设计构建旋转超声复合多能场加工系统。采用直径4 mm电极和4 V电解电压,对碳化硅质量分数为30%的SiC_(p)/Al复合材料进行旋转超声及一维、二维超声多能场加工对比试验。结果表明:超声多能场加工能显著降低表面粗糙度,可加工出较光滑的平面和微结构;二维旋转超声复合加工相较于一维加工的效率提高20%以上,加工精度可达0.01 mm,表面粗糙度达Ra1.6μm。超声多能场加工过程稳定,具有显著的技术复合优势。 展开更多
关键词 旋转超声 加工机理 多能场加工 sic_(p)/al
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SiC_(p)/Al复合材料超声振动划痕试验及仿真研究
16
作者 王峰 徐文博 +1 位作者 黄红涛 杨树峰 《工具技术》 北大核心 2024年第9期35-41,共7页
针对SiC_(p)/Al复合材料加工质量较差的问题提出了超声振动辅助微尺度加工的策略。通过Python软件构建了SiC陶瓷颗粒随机分布的有限元模型,对普通刻划和超声刻划两种条件下陶瓷颗粒和铝合金基体的材料去除机理进行分析。在有限元仿真分... 针对SiC_(p)/Al复合材料加工质量较差的问题提出了超声振动辅助微尺度加工的策略。通过Python软件构建了SiC陶瓷颗粒随机分布的有限元模型,对普通刻划和超声刻划两种条件下陶瓷颗粒和铝合金基体的材料去除机理进行分析。在有限元仿真分析的基础上,设计了维氏压头超声振动刻划试验,对刻划力、划痕表面形貌和表面粗糙度进行了研究。研究结果表明:普通刻划过程中主要为SiC陶瓷颗粒的脱离和压入,超声刻划过程中主要为陶瓷颗粒破损;超声振动可以有效降低刻划力和划痕粗糙度,从而提高SiC_(p)/Al复合材料的加工质量;普通刻划和超声刻划试验的刻划力均值分别为12.818N和9.258N,仿真和试验之间刻划力的误差为8.7%;普通刻划和超声刻划试验的粗糙度均值分别为0.933μm和0.581μm,仿真和试验之间粗糙度的误差为5.5%。 展开更多
关键词 铝基碳化硅 超声振动 划痕试验 有限元仿真 材料去除机理
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SiC_(p)含量对SiC_(p)/Al-1.2Mg-0.6Si铝基复合材料组织和性能影响
17
作者 孟达 王惠梅 +5 位作者 杨磊 范玉虎 余申卫 王成辉 汪勇 曹栋 《热加工工艺》 北大核心 2024年第11期86-90,共5页
采用粉末冶金法制备SiC_(p)/Al-1.2Mg-0.6Si铝基复合材料,分析了该复合材料的均匀性和界面结合情况,探讨了几种体积分数该复合材料的显微组织和性能变化。结果表明,SiC颗粒和基体之间的界面清晰平滑,界面结合良好,但随着热压温度的增加,... 采用粉末冶金法制备SiC_(p)/Al-1.2Mg-0.6Si铝基复合材料,分析了该复合材料的均匀性和界面结合情况,探讨了几种体积分数该复合材料的显微组织和性能变化。结果表明,SiC颗粒和基体之间的界面清晰平滑,界面结合良好,但随着热压温度的增加,SiC与基体间的微观缩孔和析出相逐渐增多。随着SiC颗粒含量的增加,材料的弹性模量、热导率显著提高,弯曲强度先升高后下降,而热膨胀系数逐渐降低。 展开更多
关键词 sic_(p) 组织和性能 sic_(p)/al-1.2Mg-0.6Si铝基复合材料
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烧结温度对SiC_(p)/2024Al复合材料组织与性能的影响
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作者 刘振华 李普博 +2 位作者 徐广胜 王一龙 张战英 《热加工工艺》 北大核心 2024年第12期53-56,61,共5页
以高纯度碳化硅(SiC)颗粒和2024铝合金粉末为原材料,采用高速球磨+热压粉末冶金工艺制备了不同烧结温度下的SiC_(p)/2024Al复合材料,研究了不同烧结温度对该材料显微组织及力学性能的影响。结果表明:烧结温度较低时该材料孔隙率较高,孔... 以高纯度碳化硅(SiC)颗粒和2024铝合金粉末为原材料,采用高速球磨+热压粉末冶金工艺制备了不同烧结温度下的SiC_(p)/2024Al复合材料,研究了不同烧结温度对该材料显微组织及力学性能的影响。结果表明:烧结温度较低时该材料孔隙率较高,孔隙在断裂失效中起主导作用;随烧结温度升高,该材料孔隙率降低;材料断裂失效呈SiC颗粒脆性断裂、基体合金撕裂、界面结合失效开裂三种失效方式共存特点;当烧结温度为590℃时,该材料组织致密,抗拉强度、硬度和伸长率分别达到最大值364 MPa、106 HV和7.6%。 展开更多
关键词 sic_(p)/2024al复合材料 烧结温度 显微组织 力学性能
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N_(2)在等离子弧原位焊接SiC_(p)/Al基复合材料中的作用 被引量：4
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作者 雷玉成 李贤 +2 位作者 陈刚 张建会 程晓农 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期567-571,共5页
以0.8 mm钛片作为填充材料,采用纯氩和氮氩混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接,分析加入的N2对焊缝成形、焊缝组织和性能的影响。结果表明,随氮气体积分数增大,焊缝熔深也相应增大:增加氮气还改善了熔池中的热循环... 以0.8 mm钛片作为填充材料,采用纯氩和氮氩混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接,分析加入的N2对焊缝成形、焊缝组织和性能的影响。结果表明,随氮气体积分数增大,焊缝熔深也相应增大:增加氮气还改善了熔池中的热循环状态和冶金反应,生成TiN、AlN等新的增强相,有效地抑制脆性相的生成,改善了焊接接头的性能。力学性能实验表明,采用Ar+N2作为离子气进行焊接时,焊缝硬度和强度都有提高。当N2体积分数约占15%时,拉伸强度达到最大值233.5 MPa。 展开更多
关键词 sic_(p)/al基复合材料 原位焊接 Ar%pLUS%N_(2) 组织
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热解温度对直写3D打印石墨烯/SiC_(p)/SiC复合材料性能的影响
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作者 唐润 刘洪军 李亚敏 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第5期959-967,共9页
通过在碳化硅前驱体聚碳硅烷(PCS)溶液中加入石墨烯/SiC_(p)复合粉末,获得石墨烯/SiC_(p)/PCS浆料,采用直写3D打印(DIW)和高温烧结相结合制备了石墨烯/SiC_(p)/SiC复合材料。PCS在不同热解温度下具有不同的产物与性能,本文研究了热解温... 通过在碳化硅前驱体聚碳硅烷(PCS)溶液中加入石墨烯/SiC_(p)复合粉末,获得石墨烯/SiC_(p)/PCS浆料,采用直写3D打印(DIW)和高温烧结相结合制备了石墨烯/SiC_(p)/SiC复合材料。PCS在不同热解温度下具有不同的产物与性能,本文研究了热解温度对石墨烯/SiC_(p)/SiC复合材料性能的影响。800℃时PCS转化为非晶SiCxOy,随着温度升高至1500℃,非晶SiCxOy逐渐生成导电性更好的β-SiC与游离碳,石墨烯/SiC_(p)/SiC复合材料的电导率从0.93 S·m^(-1)升高至670 S·m^(-1)。1200℃时,复合材料抗压强度和容积密度分别达到最大的12.3 MPa和1.49 g·cm^(-3)。该研究提供了一种基于PCS浆料的直写3D打印工艺制备高导电轻质多孔石墨烯/SiC_(p)/SiC复合陶瓷的方法。 展开更多
关键词 3D打印 直写成型 热解温度 石墨烯/sic_(p)/sic复合材料 抗压强度 电导率
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