晶须和短纤维增强铝基复合材料的切削加工

从切屑、剪切角、加工表面结构和表面粗糙度、残余应力、塑性变形特点以及切削过程中材料去除机制等方面对晶须和短纤维增强铝基复合材料的切削加工质量和机理进行了综述。     

纳米颗粒SiCp/Al复合材料车削特性试验研究

针对纳米颗粒增强铝基（SiCp/Al）复合材料在航空航天领域的应用需求,采用试验的方法,研究不同刀具材料和不同刀具几何参数对切削加工纳米SiCp/Al复合材料加工表面粗糙度和切屑形貌的影响。试验结果表明,相同切削参数下,PCD刀具比硬质合金刀具能获得更低的已加工工件表面粗糙度,微崩刃的存在是导致硬质合金刀具加工时工件表面粗糙度升高的主要原因之一;增加刀具的锋利度能够获得较低的工件表面粗糙度,较大的主偏角表面粗糙度变化较剧烈;由于纳米颗粒增强相的不均匀分布和材料内部存在微裂纹,在切削时导致切屑呈不规则的锯齿状,基体的断裂模式是该现象产生的主要原因。文中的研究成果将为进一步分析纳米SiCp/Al复合材料的切削机理提供必要的试验基础。     

航天铝基复合材料零部件超精密加工技术研究

针对航天高碳化硅铝基复合材料零部件采用聚晶金刚石PCD刀具进行了超精密车削加工试验，用原子力显微镜AFM和扫描电子显微镜对其进行了检测，分析了零部件表面粗糙度值的大小及影响因素、SiCw变形破坏机理、已加工表面微观结构及加工变质层特性。结果表明，超精密车削高碳化硅铝基复合材料零部件可以获得超精密级加工表面（如Ra11．5nm）；超精密车削过程中SiC，存在着三种主要变形破坏机理：直接剪断型、拔出型和压入型，且以直接剪断型为主。直接剪断的SiCw对表面粗糙度值影响最小，而后二者是影响表面粗糙度值达到超精密级的主要障碍；超精密加工零部件表面仍会产生很薄的加工变质层。     

基于NSGA-Ⅱ算法优化的SiC_p/Al复合材料超声磨削表面评价研究

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_p/Al)具有优异的机械物理性能,也是一种典型的难加工材料,加工表面易产生裂纹、凹坑等缺陷,使用表面粗糙度难以有效表征评价该类材料的表面加工质量。针对SiC_p/Al复合材料加工表面质量表征评价困难的现状,文章提出了综合反映SiC_p/Al复合材料已加工表面形貌特点的特征参数Scr的概念,并以其为优化目标,基于NSGA-Ⅱ算法对SiC_p/Al复合材料超声振动磨削加工进行了工艺参数优化,获得了优化工艺参数组合为主轴转速n=15 000 rpm、进给速度v_f=5 mm/min、磨削深度a_p=15μm、超声振幅A=5μm。对工艺参数优化方法的有效性进行了实验验证,结果表明,采用优化后的工艺参数提高了SiC_p/Al复合材料的加工表面质量,特征粗糙度能够有效表征SiC_p/Al复合材料的加工表面质量。     

铸造法制备颗粒增强铝基复合材料的研究进展

颗粒增强铝基复合材料是当前研究较多、比较成熟、应用较广泛的金属基复合材料。综述了颗粒增强铝基复合材料的制备方法、研究现状。对碳化硅颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造工艺中的关键问题进行了分析,提出了今后的研究重点和发展方向。     

SiCp/Al复合材料超声振动复合切削加工技术研究

SiCp/Al复合材料是具有优良物理、机械性能的难加工材料,常规切削加工存在加工精度及表面质量差的问题。为解决此类材料精密加工问题,采用超声振动复合切削加工方法,设计了专用的超声振动复合切削加工装置,并进行切削加工试验研究。试验结果表明,超声振动切削加工可显著提高SiCp/Al复合材料加工精度及表面质量。     

SiCp/Al复合材料超声磨削表面缺陷形成机理仿真研究

对SiCp/Al复合材料超声磨削表面缺陷形成机理进行了仿真研究。研究结果表明,碳化硅颗粒的去除形式主要包括翻滚压入、破碎断裂和脱粘拔出3种。由于金刚石磨粒的推挤下压作用,碳化硅颗粒会出现应力集中现象,并由于与金刚石磨粒的相对位置不同而出现翻滚压入、局部破碎断裂、完全破碎断裂和脱粘拔出现象。碳化硅颗粒的破碎断裂和脱粘拔出形成的凹坑是加工表面的主要缺陷形式。超声振动作用使得碳化硅颗粒更易以小切屑或塑性的方式去除。同时,超声振动作用有利于排屑,从而改善提高了已加工表面质量。仿真结果与实验结果吻合良好。     

纳米碳/铝复合材料的制备、界面改性与增强机制研究进展

以石墨烯和碳纳米管为代表的纳米碳是发展结构功能一体化铝基复合材料的理想增强材料，但纳米碳分散难、与铝润湿差及不良的界面结合等限制了增强效果。针对此问题，介绍了纳米碳/铝复合材料熔融铸造和粉末冶金制备方法的改进及新发展的制备技术，从表面化学改性、涂层及纳米粒子修饰方面总结了纳米碳表面处理与增强铝基复合材料的研究现状。基于纳米碳/铝的界面结合机制，综述了表面改性前后反应和扩散型界面的形成过程及它们与机械锚结型界面对载荷传递的影响、改善途径；分析了纳米碳/铝复合材料研究中涉及的主要增强机制、影响因素和增强效果，并展望了提升该复合材料结构与功能性能的研究重点。     

激光加热辅助切削氮化硅陶瓷实验研究

针对航空航天领域广泛应用的氮化硅陶瓷材料,采用激光加热辅助的方法进行了切削 实验研究。分析了激光能量、切削深度、切削速度、进给量等加工参数对切削力及比切削能 的影响规律;采用SEM对加工过程中产生的连续切屑进行观测分析,探讨了加热辅助切削的 材料塑性去除及切屑形成机理;分析了不同切削状态的刀具磨损形式及磨损原因;测试了加 工后的表面粗糙度与表面形貌,表明激光加热辅助切削氮化硅陶瓷可以在保证加工效率的同 时得到良好的加工质量,并且不产生亚表面裂纹。
     

新型铝基复合材料的研究与应用展望

介绍了新型陶瓷颗粒增强铝基复合材料及其无压渗透成型工艺，通过初步实验，证明无压渗透技术是一种简单易行的工艺方法，它增进了铝基体熔融液体向增强材料毛细孔中的渗透和浸润，改善了复合材料的力学性能，将此类新材料的性能与常有的铝合金进行比较，预示其在固体发动机上有宽阔的应用前景。     

碳化硅铝基复合材料的铣削

介绍了用优质硬质合金铣刀和注入氮离子的硬质合金铣刀，加工高比分SiCP铝基复合材料的体会和供参考的切削参数。     

碳化硅名基复合材料的铣削

介绍了用优质硬质合金铣刀和注入氮离子的硬质合金民，加工高比分ＳｉＣｐ铝基复合材料的体会和供参考的切削参数。     

SiCp／Al复材光机结构件及光学反射镜的制造研究

论述了碳化硅颗粒增强铝基 (Si Cp/ Al)复合材料在空间光学遥感器上的应用 ,包括已经完成的空间光学遥感器镜身、镜盒结构件的设计 ,简要介绍了镜身、镜盒的铸造、机加工、热处理及表面处理技术 ,同时提出并进行该材料在大尺寸光学反射镜上的制造研究。     

碳纤维增强树脂基复合材料固化残余应力评估方法研究现状

在碳纤维增强树脂基复合材料设计及制备阶段，对成型过程残余应力进行准确的测试、评估，可为结构优化、工艺参数制定、模具参数选择等提供理论依据，也为后续应用阶段残余应力对复合材料构件性能结构稳定性影响研究提供基础。文中概述了碳纤维增强树脂基复合材料固化残余应力的形成机制，介绍了测试方法以及仿真模拟的原理、特点及在碳纤维增强树脂基复合材料残余应力评估中的应用，对仿真所需的主要性能参数的数值、测试方法进行了总结，基于仿真方法的多种优势，认为该方法为残余应力评估重点发展方向，提出该方法未来的研究重点，为进一步优化热物理、力学等性能时变特性模型，提高仿真模型的准确性，并将性能测试方法标准化；建立各类树脂、纤维仿真数据库；进行各类型复合材料构件的残余应力仿真结果准确度的验证研究。     

复合材料在长焦距空间光学遥感器上的应用

对碳纤维增强聚合材料(CFRP)和碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料在空间光学遥感器的应用进行了介绍,并以某长焦距空间光学遥感器的主支撑结构为例,对应用不同材料时遥感器的质量、固有频率、热位移等进行了研究。研究结果表明:应用复合材料能够使主支撑结构质量降为278kg,从而降低发射成本;结构具有较大的刚度,固有频率为156.09Hz,满足设计指标;可以更加有效控制结构热变形引起的光学元件刚体位移,提高成像品质。文章对复合材料更好地应用于长焦距空间光学遥感器,具有一定的参考价值。     

振动消除应力技术应用研究

分析并讨论了振动消除应力技术的基本原理,通过振动消除应力与传统的热处理时效工艺的对比工艺试验,验证了振动消除应力在铝合金零件加工中的消除应力控制变形的有效性,对于高强铝合金小型薄壁结构件和大型结构件,效果优于热处理时效消除应力,并给出了振动消除应力技术在航天器大型铸件、精密零部件、大型零部件加工中的应用实例。     

SiCp／AL复合材料在空间光学遥感器上的应用

文章论述了碳化硅颗粒增强铝基（ＳｉＣｐ／ＡＬ）复合材料在空间光学遥感器上的应用，较系统地介绍了已经完成的空间光学遥感器光机结构件镜身、镜盒的制造技术，并提出了对该材料在空间光学遥感器上应用前景的设想。     

航天器典型薄壁件精密加工技术研究

针对航天器典型薄壁件的加工变形问题,结合金属切削理论,从增刚度工艺设计、小应力装卡、小切削力加工等方面,对薄壁零件的精密加工技术进行了深入研究。精密加工实践证明,可以利用工艺手段增加制造过程中的零件刚度,减小加工变形,实现薄壁零件的精密加工。     

纤维增强树脂基复合材料的吸湿性和湿变形

阐述了纤维增强树脂基复合材料的吸湿与湿变形机理及其影响因素,从环境、材料和工艺3个方面,总结了环境温度、相对湿度、纤维、树脂基体、纤维-基体界面以及铺层方式对复合材料吸湿性与湿变形的影响,并提出了降低纤维增强树脂基复合材料吸湿率与湿变形的途径。     

Al基复合材料与Al合金TLP扩散连接试验研究

siC颗粒增强Al基复合材料因其良好的综合性能在航空航天等重要领域得到了日益广泛的应用,因此,复合材料之间以及与其他金属之间的连接问题严重限制了复合材料的应用范围。对SiC颗粒增强Al基复合材料与Al合金进行了TLP扩散连接试验研究,重点分析了各工艺参数对连接接头性能的影响,分析了SiC颗粒增强Al基复合材料与Al合金TLP扩散连接过程的不对称性。研究结果对于复合材料与金属的连接具有重要的指导意义。