PCD刀具車削不同顆粒含量SiCp/Al復合材料試驗研究*

盆洪民，劉 鑫，倪 娜，陳志濤，劉 飛，岳彩旭

（1.天津航天機電設備研究所，天津 300458；

2.哈爾濱理工大學機械動力工程學院，哈爾濱 150080）

SiCp/Al 復合材料具有獨特的力學和物理性能，在航空航天、精密儀器及汽車等領域具有廣闊的應用前景。由于材料中存在增強相，加大了材料的硬度和耐磨性，使該類鋁基復合材料的切削過程變得非常困難，導致刀具磨損嚴重、加工效率低及工件表面質量差，并限制了SiCp/Al 的進一步應用[1]。

為了改善此材料的加工性能，諸多學者展開了此種材料切削機理和工藝優化方面的研究。Dabade 等[2]對SiCp/Al 已加工表面特征進行了研究，試驗指出帶修光刃的PCD 刀片的切削力比不帶修光刃的PCD 刀片要小，且加工表面特征與表面質量較好。Debade 等[3]對體積分數為20%與30%和顆粒度為15μm、65μm的SiC/2024Al–MMCs 進行了研究，結果表明15μm 顆粒度SiC/Al MMCs已加工表面缺陷明顯減少，即細顆粒和高體積分數的材料可以得到更低的表面粗糙度。車明帆[4]利用K10、PCBN 和PCD 3 種材料的刀具車削高體積分數SiCp/Al，探究了不同刀具材料對切削高體積分數SiC/Al MMCs 刀具磨損機理和已加工表面粗糙度的影響。王大鎮[5]采用PCD刀具對金屬基復合材料進行車削試驗，分析切削參數對切削力的影響，發現顆粒含量越多切削力越大。葛英飛等[6]利用PCD 刀具超精密車削顆粒體積分數為15%的鋁基復合材料，試驗結果表明PCD 刀具主要發生脆性崩刃、剝落、磨粒磨損和石墨化磨損。Muthukrishnan 等[7]對顆粒體積分數10%和20%的SiC/Al356–MMCs進行車削試驗，研究發現顆粒體積分數20%的SiC/Al356–MMCs 發生的刀具磨損更嚴重。……