[发明专利]一种碳纤维增强镁基复合材料的加工方法

说明书

本发明涉及超声加工领域，尤其涉及一种碳纤维增强镁基复合材料的加工方法；所述的加工方法包括超声切削所述碳纤维增强镁基复合材料的步骤；其中，所述超声切削的振动频率为18～22KHz，刀具的振幅为5～7μm，主轴转速不超过6000r/min，每齿进给量为0.01～0.02mm。本发明所述的加工方法可有效避免碳纤维增强镁基复合材料的损伤；最大限度的减少了其在切削过程中以产生基体开裂、分层、纤维拔出等缺陷。

技术领域

本发明涉及超声加工领域，尤其涉及一种碳纤维增强镁基复合材料的加工方法。

背景技术

碳纤维增强镁基复合材料(Cf/Mg)由于其尺寸稳定性好、轻质高强、抗振抗磁等诸多优异性能，在航空航天、船舶、汽车等领域有着广泛的应用前景；但是，此类材料具有各向异性、层间强度低等特点，属于典型的难加工材料，在切削过程中易产生基体开裂、分层、纤维拔出等加工缺陷，直接影响到碳纤维增强镁基复合材料结构件的使役性能，严重限制了高性能材料在先进装备领域的推广应用。

目前，针对金属基复合材料的低损伤加工机理及工艺的研究大多缺少对复合材料切削表面三维粗糙度值进行评价，较难对加工过程中的切削力、加工损伤等实现有效控制；尤其是针对目前研究较少的碳纤维增强镁基复合材料，其基体和增强相结合界面的损伤形成及扩展机制较为复杂，并直接影响到结构件加工精度和力学性能。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提出一种碳纤维增强镁基复合材料的加工方法；所述的加工方法可以有效避免碳纤维增强镁基复合材料在加工过程中出现基体开裂、分层、纤维拔出等问题。

具体而言，本发明所述的加工方法包括超声切削所述碳纤维增强镁基复合材料的步骤；

其中，所述超声切削的振动频率为18～22KHz，刀具的振幅为5～7μm，主轴转速不超过6000r/min，每齿进给量为0.01～0.02mm。

本发明经过大量的试验研究发现，在特定的工艺参数下超声切削碳纤维增强镁基复合材料可有效避免复合材料的损伤。

为了最大限度的降低碳纤维增强镁基复合材料在切削工程中的损伤，本发明对加工方法进一步优化(将所有优化参数组合起来即得本发明的较佳技术方案)，具体如下：

作为优选，所述超声切削为干式切削。

作为优选，所述超声切削的振动频率为19～21KHz；

作为本发明的较佳技术方案，所述超声切削的振动频率为20KHz。

作为优选，所述刀具的振幅为5.5～6.5μm。

作为本发明的较佳技术方案，所述刀具的振幅为6μm。

作为优选，所述主轴转速为4000～6000r/min。

作为优选，所述每齿进给量为0.015mm。

作为本发明的较佳技术方案，所述加工方法包括超声切削所述碳纤维增强镁基复合材料的步骤；

其中，所述超声切削的振动频率为20KHz，刀具的振幅为6μm，主轴转速为6000r/min，每齿进给量为0.015mm。

本发明的有益效果：

本发明所述的加工方法可有效避免碳纤维增强镁基复合材料的损伤；最大限度的减少了其在切削过程中以产生基体开裂、分层、纤维拔出等缺陷。

附图说明

图1为实施例1碳纤维增强镁基复合材料切削区的表面SEM图。

图2为实施例1碳纤维增强镁基复合材料的二维切削形貌图。