［摘要］ 通過(guò)用掃描電鏡等方式檢測(cè)PCD刀具的性能，并與天然金剛石的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行比較，闡明了PCD刀具的優(yōu)異性能。通過(guò)PCD刀具對(duì)碳化硅高比強(qiáng)顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的試驗(yàn)，考察了切削速度對(duì)切削力、切削溫度、刀具耐用度和切削長(zhǎng)度的影響，總結(jié)出高硅鋁基復(fù)合材料切削中的合理切削速度。指出，在一定的切削條件下，當(dāng)切削速度V=30～40m/min時(shí)，可獲得良好的綜合效益。
關(guān)鍵詞 PCD 切削速度 切削性能
The Optimum Velocity of Cutting SiCp Reinforced
Aluminium Matrix Composite with PCD Tool
Zhang Wenfeng PanXiaonan
(Institute of Aseronautical Materials,Beijing)
［Abstract］ The high performance of PCD tool were expounded by testing the property of PCD tool with SEM and comparison with natural diamond. Base on the test of PCD tool cutting high strength SiCp reinforced aluminum matrix composite，the influence of cutting speed on cutting force，surface roughness， tool life and the cutting length were discussed， and the optimum cutting speed in this course was summarized.It is shown that the best total efficiency can be obtained when the optimum velocity is from 30 to 40 meters per minute.
Keywords polycrystalline diamond tool cutting speed cutting performance
1 前言
隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，對(duì)材質(zhì)輕量化、高強(qiáng)度的要求日益提高。高剛度、高強(qiáng)度顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是一種新研制出的能滿足特殊物理性能和要求的輕型合金材料，它具有高的強(qiáng)度、剛度和優(yōu)良的高溫力學(xué)性能，但材料中含SiC成分較大，對(duì)刀具磨損有較大影響，以高速鋼和硬質(zhì)合金材料為主的刀具在切削時(shí)日益暴露出不足之處。金剛石與其他材料比較，在硬度、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)和摩擦系數(shù)方面均具有不可比擬的優(yōu)越性能。金剛石與各種金屬材料、非金屬材料配對(duì)摩擦的摩擦量?jī)H為硬質(zhì)合金試件的1/50～1/800［1］。極低的摩擦系數(shù)不僅可減小切削力和變形量，而且在切削時(shí)不易產(chǎn)生積屑瘤，從而可獲得良好的加工表面質(zhì)量。
PCD（多晶金剛石）刀具是新興的超硬刀具材料，由經(jīng)過(guò)精選的人造金剛石微晶體在高溫高壓下燒結(jié)而成。燒結(jié)過(guò)程中由于添加劑的加入，使金剛石晶體間的形成以TiC、SiC、Fe、Co和Ni等為主要成分的結(jié)合橋，金剛石晶體以共價(jià)鍵的結(jié)合形式牢固地嵌于結(jié)合橋構(gòu)成的堅(jiān)強(qiáng)骨架中，使PCD的硬度和韌性大大提高，所以PCD刀具有金剛石的高硬度，韌性卻比單晶金剛石高，刀片基體又有高的抗彎強(qiáng)度。用復(fù)合金剛石刀片進(jìn)行車削加工，為碳化硅鋁基復(fù)合材料精加工提出一種新的高效加工方法［2，3］。
本文通過(guò)考察切削速度對(duì)切削力、切削溫度及刀具壽命的影響，總結(jié)出PCD刀具對(duì)切削這種材料過(guò)程中存在著合理的切削速度范圍。
2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)在CKM6132精密型車床上進(jìn)行。測(cè)力時(shí)采用了Kistler測(cè)力儀、Kistler電荷放大器及SC16型光線示波器組成的測(cè)力系統(tǒng)。
試驗(yàn)所采用的試件為航天用制件，其材料力學(xué)性能參數(shù)見表1。試驗(yàn)刀具用美國(guó)通用公司生產(chǎn)的粗顆粒PCD復(fù)合片制成，其幾何參數(shù)及力學(xué)性能參數(shù)分別見表2和表3［2］。
表1 碳化硅鋁基復(fù)合材料的力學(xué)性能參數(shù)
Table 1 Mechanical properties of SiCp/Al Composites
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密度g/cm3 |
硬度HB | 抗拉強(qiáng)度MPa | 抗壓強(qiáng)度MPa
轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)注來(lái)源158機(jī)床網(wǎng)
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