[發明專利]一種SiCf

在審

• 申請號: 202310062310.5
• 申請日: 2023-01-20
• 公開（公告）號: CN116277528A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 劉聰;楊卓勇;劉秀梅;吳曉鋒;劉軍團;汪文虎;熊一峰;蔣睿嵩;黃博;李良萬;王棟輝
• 申請（專利權）人: 西北工業大學;中國航發動力股份有限公司
• 主分類號: B28D1/16
• 分類號: B28D1/16;B28D1/00;B28D7/02;B28D7/00
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 云燕春

本發明一種SiCsubgt;f/subgt;/SiC陶瓷基復合材料車削加工方法，屬于車削加工技術領域；方法步驟為：裝夾工件；確定光整及試驗用刀具；安裝刀具及超聲車削刀柄；測試振動狀態；檢測振幅幅值；光整工件表面；加工試驗：根據工件確定加工工藝參數域，對安裝完成的SiCsubgt;f/subgt;/SiC陶瓷基復合材料工件進行超聲振動輔助車削正交試驗；清理工件表面切屑；車削加工后處理。本發明所采用的SiCsubgt;f/subgt;/SiC陶瓷基復合材料車削加工方法，通過將超聲振動應用在SiCsubgt;f/subgt;/SiC陶瓷基復合材料車削加工過程中，改變了刀具與工件的接觸狀態與切削機制，使傳統的連續切削變為斷續切削，減少了刀具?工件的接觸時間，降低了刀具與工件和切屑的摩擦。

技術領域

本發明屬于車削加工技術領域，具體涉及一種SiC_f/SiC陶瓷基復合材料車削加工方法。

背景技術

碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復材(SiC_f/SiC陶瓷基復合材料)由于高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕的特性，在渦輪葉片、燃燒室火焰筒、尾噴管等未來先進航空發動機熱端零部件中具有廣泛的應用前景。但是，SiC_f/SiC陶瓷基復合材料由于高硬度、高脆性使其在機械加工中成為一種典型的高硬度超難加工材料。實際工程中熱端零部件回轉面的車削加工不可避免，但目前SiC_f/SiC陶瓷基復合材料的研究多集中在板狀工件的銑削、磨削和鉆削等領域，關于筒狀或棒狀工件的車削領域研究暫無公開報道。

池憲等研究人員在第二十一屆全國復合材料學術會議(NCCM-21)論文集，2020:83-89發表的“SiC_f/SiC陶瓷基復合材料超聲振動高速銑削制孔表面形貌研究”，對比了硬質合金刀具、金剛石涂層刀具、電鍍超硬磨料刀具、釬焊金剛石刀具、PCD刀具的切削性能，表明硬質合金刀具磨損嚴重無法使用，釬焊金剛石刀具加工質量最差，而PCD刀具加工質量最高。Yifeng?Xiong等在Journal?of?Materials?Research?and?Technology,19(2022)3018-3033發表的“Feasibility?and?tool?performance?of?ultrasonic?vibration-assisted?milling-grinding?SiC_f/SiC?ceramic?matrix?composite”，得出對于SiC_f/SiC陶瓷基復合材料超聲振動輔助銑磨加工，聚晶金剛石刀具切削性能和刀具壽命均優于釬焊金剛石刀具和電鍍金剛石刀具；并且建議選擇較大主軸轉速、較低進給速度、較小切削深度等加工參數，超聲頻率30kHz,超聲振幅4μm?？讘椏〉仍诠ぞ呒夹g，56(2022)9-13發表的“陶瓷基復合材料銑削力優化及刀具磨損研究”，表明切削SiC_f/SiC陶瓷基復合材料時存在切削力大和刀具磨損嚴重的問題，并以銑削力最小和刀具磨損最低為優化目標，得到最優銑削工藝參數組為主軸轉速4000r/min，進給速度90mm/min，銑削深度0.02mm。上述文獻表明，在SiC_f/SiC陶瓷基復合材料的機械加工中，普遍存在刀具磨損嚴重、加工表面質量差等問題，刀具的匹配性及工藝參數的選取限制了該材料在工業上的應用進程。

聚晶金剛石復合片(PDC)屬于一種新型功能材料，是采用金剛石微粉與硬質合金襯底在超高壓高溫條件下燒結而成，既具有金剛石的高硬度、高耐磨性與導熱性，又具有硬質合金的強度與抗沖擊韌性。復合片中的金剛石含量高達99％，故金剛石切削層硬度極高、耐磨性極好，是制造切削刀具及其他耐磨工具的理想材料。但現有技術SiC_f/SiC陶瓷基復合材料車削加工領域中，暫未見公開采用PDC車削刀具的研究報道。

發明內容

要解決的技術問題：