金屬基復(fù)合材料SiCp/Al具有高導(dǎo)熱率、輕質(zhì)、價格低廉等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于航空、電子封裝等領(lǐng)域,但SiCp/Al是典型的難加工材料。電火花加工方法被認(rèn)為是SiCp/Al最有效的加工方法之一,其與傳統(tǒng)機(jī)械加工相比具有無宏觀加工作用力、能加工復(fù)雜形狀、加工成本低等優(yōu)勢,與激光加工相比具有熱影響區(qū)小的優(yōu)勢。但采用電火花加工時,熔融Al合金會附著在脫落的SiC顆粒上飛濺至極間,易引起頻繁短路拉弧、表面質(zhì)量差、電極損耗嚴(yán)重及材料去除率低等問題。針對上述問題,為改善極間放電狀態(tài),本文在對SiCp/Al放電蝕除機(jī)理進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,提出SiCp/Al混碳納米管（CNT）電火花加工方法,對其加工特性進(jìn)行了深入的研究。首先,為了揭示SiCp/Al電火花加工蝕除機(jī)理和過程,基于搭建的單脈沖放電實驗平臺,進(jìn)行了單脈沖放電條件下的高速攝像觀測實驗和連續(xù)放電加工特性實驗。通過與金屬材料的對比,研究了SiCp/Al放電蝕除機(jī)理和過程,結(jié)果表明SiCp/Al單次蝕除量與放電率較低導(dǎo)致其加工速度較低,且放電過程中放電屑的飛濺及熔池的劇烈翻騰使得短路拉弧現(xiàn)象頻繁發(fā)生,導(dǎo)致加工表面質(zhì)量差。為此,提出通過混粉的方法增加放... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SiCp/A1電火花加工后的微觀形貌

a）加工表面的氣孔和重鑄層內(nèi)的孔洞 b）SiC 顆粒與基體分離圖 1-2 SiCp/A1 電火花加工后的微觀形貌[25]工藝研究方面，國外學(xué)者 Y. W. Seo 等人[26]研究了不同增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)的SiCp/Al 電火花加工特性，所選用的體積分?jǐn)?shù)分別是 15%、20%和 35%，材料的微觀形貌如圖 1-3 所示。研究結(jié)果如圖 1-4 所示，發(fā)現(xiàn)材料去除率會隨著增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)的增加而增加。B.Mohan 等人[27,28]對比研究了實心電極和管電極的 SiCp/Al 電火花加工特性，實驗以黃銅為工具電極，以材料去除率和電極損耗為加工目標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，用旋轉(zhuǎn)管電極鉆孔比實心電極鉆孔材料去除速率更高。改變電極轉(zhuǎn)速后發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速越快，這種趨勢越明顯，表面質(zhì)量也更好。Karthikeyan 等人[29]基于正交加工實驗，建立了電流、增強(qiáng)體含量、脈寬與材料去除率、電極損耗等加工特性之間的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合方差法進(jìn)行研究，優(yōu)選出了最有利于提高材料去除率與降低電極損耗的參數(shù)組合。SatishkumarD[30]等人基于實際加工數(shù)據(jù)，利用方差法對增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)與材料去除率、表面粗糙度的關(guān)系進(jìn)行了研究。

a）加工表面的氣孔和重鑄層內(nèi)的孔洞 b）SiC 顆粒與基體分離圖 1-2 SiCp/A1 電火花加工后的微觀形貌[25]工藝研究方面，國外學(xué)者 Y. W. Seo 等人[26]研究了不同增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)的SiCp/Al 電火花加工特性，所選用的體積分?jǐn)?shù)分別是 15%、20%和 35%，材料的微觀形貌如圖 1-3 所示。研究結(jié)果如圖 1-4 所示，發(fā)現(xiàn)材料去除率會隨著增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)的增加而增加。B.Mohan 等人[27,28]對比研究了實心電極和管電極的 SiCp/Al 電火花加工特性，實驗以黃銅為工具電極，以材料去除率和電極損耗為加工目標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，用旋轉(zhuǎn)管電極鉆孔比實心電極鉆孔材料去除速率更高。改變電極轉(zhuǎn)速后發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速越快，這種趨勢越明顯，表面質(zhì)量也更好。Karthikeyan 等人[29]基于正交加工實驗，建立了電流、增強(qiáng)體含量、脈寬與材料去除率、電極損耗等加工特性之間的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合方差法進(jìn)行研究，優(yōu)選出了最有利于提高材料去除率與降低電極損耗的參數(shù)組合。SatishkumarD[30]等人基于實際加工數(shù)據(jù)，利用方差法對增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)與材料去除率、表面粗糙度的關(guān)系進(jìn)行了研究。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電參數(shù)對SiCp/Al復(fù)合材料電火花深小孔加工的影響[J]. 蘭起洪,王玉魁,王振龍,劉洪政.  電加工與模具. 2015(03)
[2]中間層對高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料真空釬焊的影響[J]. 亓鈞雷,萬禹含,張麗霞,曹健,馮吉才,梁迎春.  焊接學(xué)報. 2014(04)
[3]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 鄭喜軍,米國發(fā).  熱加工工藝. 2011(12)
[4]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及應(yīng)用的研究[J]. 張國政,呂棟騰,吳治明.  新技術(shù)新工藝. 2010(11)
[5]SiCp/Al復(fù)合材料的電火花加工實驗研究[J]. 周家林,黃樹濤,左慶新,崔巖.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2008(09)
[6]顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的研究及應(yīng)用[J]. 田治宇.  金屬材料與冶金工程. 2008(01)

博士論文
[1]SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料銑磨加工及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 都金光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]SiCp/Al復(fù)合材料電火花加工的表面特性及化學(xué)鍍鎳工藝研究[D]. 宋佳斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al材料型腔的精密電火花加工[D]. 楊攀.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]SiCp/Al復(fù)合材料電火花加工的建模與仿真[D]. 張清芬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號：3058461