[发明专利]一种改善高体份金属基复合材料加工表面完整性的方法

摘要

一种改善高体份金属基复合材料加工表面完整性的方法，属于航空航天材料加工技术领域。将高体份金属基复合材料用一种特制的烧结金刚石颗粒的磨头刀具进行粗磨铣和精磨铣两次加工。粗磨铣是为了使加工试样基本达到加工要求尺寸，基本保证表面光洁度和表面粗糙度；精磨铣是在粗磨铣的基础上进一步改善材料表面粗糙度，减少表面形貌损伤，实现表面高光洁度，降低表层残余应力。烧结金刚石磨头刀具克服了传统刀具加工时出现的高体份金属基复合材料工件表面损伤严重、表面粗糙度过大、表层残余应力过高及刀具需不断修磨、更换的缺点；与金刚石刀具相比，成本大幅度降低，并可适用于粗加工。

主权项

一种改善高体份金属基复合材料加工表面完整性的方法，以铝硅镁铸造铝合金、纯铝、铸造镁合金、2000系变形铝合金、6000系变形铝合金或7000系变形铝合金中的任意一种作为基体材料，以碳化硅颗粒、氧化铝颗粒、碳化钛颗粒、碳化硼颗粒或氮化铝颗粒中的任意一种作为增强体组成高体份颗粒增强金属基复合材料，陶瓷颗粒增强体在复合材料中所占的体份为40％～70％，将高体份金属基复合材料用一种特制的陶瓷烧结金刚石磨头刀具进行粗磨铣和精磨铣两次加工；粗磨铣是为了使加工试样基本达到加工要求尺寸，基本保证表面光洁度和表面粗糙度，精磨铣是为了进一步改善材料表面粗糙度，减少表面形貌损伤，降低表面残余应力，实现表面高光洁度，其特征在于，具体加工步骤如下：粗磨铣：1）采用均质、高硬度、高平整度的烧结陶瓷金刚石颗粒的磨头刀具；2）采用铣床或加工中心，控制主轴转速在2000‑4000r/min、进给速度在400‑800mm/min、背吃刀量在0.5‑0.8mm；选用充氮气的方法来冷却加工工件及刀具；用铣床或加工中心对高体份金属基复合材料进行粗磨铣加工；对粗磨铣后的试样进行精磨铣：选用均质、高硬度、高平整度的烧结陶瓷金刚石颗粒的磨头刀具；2）采用铣床或加工中心，控制主轴转速在4000‑8000r/min、进给速度在200‑400mm/min、背吃刀量在0.2‑0.5mm；选用充氮气的方法来冷却加工工件及刀具；用铣床或加工中心对高体份金属及复合材料进行精磨铣加工；精磨铣后对加工表面进行清洗以去除表面上残留的污物和杂质；粗磨铣和精磨铣加工时，均采用充氮气的方法替代冷却液，减少了切削液带来的腐蚀和杂质的混入。