碳纖維增強復合材料與鈦合金鉆孔技術研究進展*

劉振旺，秦旭達，田利成，張笑宇，吳 強

（1.天津大學機械工程學院，天津 300072;2.美國肯納金屬有限公司，美國）

中國迎來“中國制造2025”新的制造改革起點，航空制造業發展也面臨新的更高要求。隨著航空工業發展，由于鈦合金比強度高、耐腐蝕[1]，而碳纖維增強復合材料（CFRP）具有重小、剛性好和強度高等特點[2]，這兩種材料得到廣泛的應用[3]。鈦合金及碳纖維增強復合材料應用對一個國家的發展具有重要的意義[1-2]，甚至鈦合金的應用水平被用來衡量一個國家的國際地位水平，同時鈦合金也被稱為21世紀的戰略金屬[2]。碳纖維增強復合材料（CFRP）是20世紀60年代中期出現的一種新型先進的航空材料[3]。鈦與復合材料匹配性好使得一體化鉆孔成為可能，以兩者結合構成的疊層結構鉆孔被廣泛關注，但疊層結構是由鈦合金和復合材料兩種特性不同的材料構成，其加工鉆孔過程中需要針對每一種材料特性加工，將會是今后研究的重點[4]。

難加工材料廣泛應用使得制造技術得以快速發展[3]，同時也進入了以發展高速切削、開發新的切削工藝和加工方法、提供成套技術為特征的發展新階段[5]。其中在飛機鉆孔中應用的制孔工藝主要有傳統鉆孔工藝、啄鉆工藝和自動進給鉆鉆孔工藝。

傳統的鉆孔工藝應用比較成熟，其工藝與另外兩種工藝相比，在孔加工質量方面較差。相比自動進給鉆，傳統鉆孔耗費的時間成本比較大：傳統的鉆孔工藝包括鉆孔、擴孔、鉸孔等，加工鈦……