[發明專利]一種高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料精密微銑削方法

在審

• 申請號: 202110085266.0
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112893942A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 高奇;靳潑;郭光巖;荊小飛;李文博
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23C9/00;B23Q11/00;B23Q11/10;B23Q17/22
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

一種高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料精密微銑削方法，涉及一種復合材料銑削方法，本發明復合材料的增強顆粒體積分數為60%，增強相由直徑20μm和60μm的顆粒混合而成，基體材料為Al2024；采用直徑小于1mm的金剛石立銑刀對其進行高速微銑削加工，分為找平粗加工和精加工，微量潤滑冷卻以植物油形成吸附油膜，油霧更易于噴射入微小切削區，低碳環保，利于排屑；材料加工過程中多次退火和冷熱循環降低表面應力，實現碳化硅顆粒的脆?塑性去除，以上各要素的綜合運用，提高了高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料表面質量和表面完整性。

技術領域

本發明涉及一種復合材料銑削方法，特別是涉及一種高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料精密微銑削方法。

背景技術

碳化硅顆粒增強鋁基復合材料有比強度和比模量高、耐高溫、耐磨損、耐疲勞、熱膨脹系數小、尺寸穩定性好等優異的綜合性能，碳化硅顆粒增強鋁基復合材料以其優異性能得到了越來越多的關注，高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料零部件廣泛應用于航空航天，先進武器系統、汽車、光學精密儀器、電子封裝和體育用品等領域。

高體分顆粒增強鋁基復合材料由于含有體分較多和顆粒較大的碳化硅增強顆粒，這種高硬度和高耐磨性的增強顆粒，使該材料加工變得極為困難，不易保證產品加工成形，加工效率和加工質量較低，容易造成刀具磨損，加工成本提高，限制了高體分顆粒增強鋁基復合材料的應用，現有研究多集中于中低體分的碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的車削加工，而對于高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的微銑削加工涉及較少，有必要研究高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的微銑削加工方法，實現該材料零部件的高質量切削，對于實現高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料我國航天航空領域電子元器件上的應用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料精密微銑削方法，本發明通過選擇最佳切削工藝和切削用量、恰當的熱處理方式和綠色的冷卻潤滑形式，顯著提高高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的表面銑削質量和表面完整性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料精密微銑削方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：采用大直徑的金剛石立銑刀進行找平粗加工，后采用小直徑的金剛石立銑刀進行精加工；

步驟2：找平粗加工和精加工之間，均通過退火熱處理和冷熱循環方式降低表面應力；

步驟3：找平粗加工切削參數為：主軸轉速16000r/min，進給速度0.15m/min，銑削深度0.2mm，精加工切削參數為：主軸轉速14000r/min，進給速度6mm/min，銑削深度0.04mm；

步驟4：粗精加工冷卻形式為微量潤滑冷卻。

所述的一種高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料精密微銑削方法，所述高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的顆粒體積分數為60%，增強相由直徑20μm和60μm的顆粒混合而成，基體材料為Al2024。

所述的一種高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料精密微銑削方法，所述采用大直徑10mm的金剛石立銑刀進行找平粗加工，后采用小直徑0.8mm的金剛石立銑刀進行精加工。

所述的一種高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料精密微銑削方法，所述找平粗加工和精加工之間進行退火熱處理，退火熱處理溫度為加熱至450度保溫4小時，經20小時冷卻到50℃。

所述的一種高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料精密微銑削方法，所述冷卻形式為植物油微量潤滑冷卻，采用油水氣三相共組噴霧，形成表面吸附薄油膜（0.1μm）和微小水滴（100-200μm），起到冷卻和排屑作用。

所述的一種高體分碳化硅顆粒增強鋁基復合材料精密微銑削方法，所述精加工切削參數為主軸轉速14000r/min，進給速度6mm/min，銑削深度0.04mm條件下，表面粗糙度為0.238μm。

本發明的優點與效果是：