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                复合材料介绍及其加工方法

                放大字体  缩小字体 发布日期:2012-05-31  浏览次数:1891
                 (一) 玻璃钢
                       玻璃钢是玻璃纤维增强※热固性树脂基复合材料的︾俗称,属难切削材料。玻璃钢有酚醛树脂基¤、环氧树∏脂基、不饱和聚酯树脂基等。玻Ψ 璃纤维填料的主要成分是SiO2,坚硬耐磨,强度高, 耐热,比木粉作填料的塑料可切性差。树脂基◤体不同,可切削性也不相同。环氧树脂基比酚醛树脂基难切削↓。试验证明,切削玻璃钢的刀具材料以高速钢磨损最严重,P类及M类硬质合金磨损也大,以K类磨损最〓小。K类中又以含钴量最少的①K10最耐磨损,而用金刚石或立方氮化硼刀具切削加工玻璃钢,可大大提高生【产效率。选择刀具几何参数时,对玻璃纤维含量高的玻璃钢板材、模压材◇料和缠绕材料,使r0=20~25°;对纤维↓缠绕材料,使r0=20~30°。由于玻璃钢回弹性较大,后角要选大值,使a0=8~14°;副偏〖角小些,可降低表面粗糙度,精车时为6~8°。加工易脱∩层、起毛的卷管和纤维缠绕玻璃钢,应采用6~15°刃倾角。切削时v=40~100m/min,f=0.1~0.5 mm/r,aP=0.5~3.5mm,精车时aP=0.05~0.2mm。
                (二) 热塑性树脂基复合材⌒ 料
                       热塑性树脂基复合材料机械加工的基本加工特点⊙是:
                1) 加工时加冷却剂,以避免过热,过热会使①工件熔化;
                2)  采用高速ㄨ切削;
                3)  切削刀具要有足够容量的排屑槽;
                4)  采用小的背吃刀量和小的进给量;
                5)  车刀应♂磨成一定的倾角,以尽量减少刀具切削力和推力;
                6)  热塑性复合材料钻孔应用麻花钻;
                7)  应采※用碳化钨或金刚砂刀具,或用特殊的塑料用高速钢刀具;
                8)  工件必须适当支承(背部垫实),以避免切削压力造成的分层;
                9)  精密机械加工】时,要考虑塑性记忆和加工车间的室温;
                10)      刀头和刀具要¤锋利,钝刀具会增加工件上的切削力。
                (三) 金属基复合材料
                       金属基复合材料(MMC)的最大特点■是成型性能好,一次卐成型后已基本能满足使用要求。但是随着复合材料应用领域的扩大,特别是MMC在工□业及宇航领域中的应用,对这种材料的加工和精加工日趋重要。例如美国制造的大型SiC/Al板材,需采用喷水切割并用标准钢连接件固□ 定在金属基复合材料梁上,战术导弹上用的体积百分比为25%SiC颗粒增强2124铝基复合材料的挤压毛坯必须采用金刚石刀具加工后才能应用,这样就相应产生了水切割、钻孔、车削等二次加工工艺。
                       传统的切割、车削、铣削、磨削等工艺一般▲都可用于MMC,但是刀具磨损较严重,往往随着增『强材料体积分数和尺寸的增大而加剧。且大颗粒或纤维抵抗脱落的能力较强,因而刀具所受应→力较强。因此,对于一▓些单纤维增强的MMC,往往必须用有金刚石尖或镶嵌有金刚石的刀具。对于短纤维或粒子复合材▼料,有时也采用碳化钨或高速钢工具。增强体的强度对刀具的磨损也有影响。一般增强体的强度越高,切削加工就越困㊣难。研究发现,碳化硅晶须增强的铝基复合材料要比其它铝基复合材料难加工。对于多数MMC,使用锐利◥的刀具,合适的切削速度,大量的冷却/润滑剂和较大的进刀量,可以得╳到很好的效果。一般来说,金刚石刀具要比硬质合金及陶瓷刀具好,可更∩适用于高速车削。反过来,如果使用碳化物刀具,若车削速度低,则刀具寿命◤长。线锯也可用来★割MMC,但一般速度较慢,只能切直线。
                       由于复合材料与传统材料有▽着不同的特点,所以复合材料的切削加工与金属材料有着本质的区别,因此不能将从︻加工传统材料中获得的经验和知识直接应用于复合材料的加工,必须通过新途径对其加工性能进行研究。
                 
                关键词: 复合材料 机械加工
                 

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