單層CBN砂輪高速磨削鈦基復(fù)合材料試驗(yàn)研究.pdf

1、TiCp/Ti-6Al-4V鈦基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、耐高溫與耐磨損等優(yōu)異的物理力學(xué)性能，在航空航天領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。然而，該材料中高強(qiáng)韌Ti-6Al-4V基體材料與高硬度TiC增強(qiáng)顆粒的共同存在使其普通磨削加工過程容易出現(xiàn)因增強(qiáng)顆粒脫落（或破碎）形成表面缺陷、以及磨削高溫導(dǎo)致工件材料燒傷的問題，嚴(yán)重制約了加工效率與質(zhì)量水平的提升。有鑒于此，本課題提出采用單層CBN砂輪與高速磨削相結(jié)合的技術(shù)方案解決TiCp/Ti-6Al-4V鈦基復(fù)

2、合材料磨削加工過程的上述難題，以期實(shí)現(xiàn)高效精密加工。本文通過開展單層電鍍CBN砂輪與單層釬焊CBN砂輪高速磨削TiCp/Ti-6Al-4V鈦基復(fù)合材料的對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)其中涉及的鈦基復(fù)合材料高速磨削加工性評(píng)價(jià)、高速磨削燒傷現(xiàn)象表征、加工表面缺陷表征與定量評(píng)價(jià)等關(guān)鍵問題進(jìn)行研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴揭示了單層CBN砂輪高速磨削TiCp/Ti-6Al-4V鈦基復(fù)合材料的磨削力與溫度變化規(guī)律，評(píng)價(jià)了磨削加工性。由于增強(qiáng)顆粒的添加增加

3、了鈦基復(fù)合材料的磨削難度，導(dǎo)致其高速磨削過程的力與溫度均高于Ti-6Al-4V鈦合金。磨削力隨工件進(jìn)給速度和切深增大而上升、隨磨削速度增大而下降；磨削溫度隨磨削速度、工件進(jìn)給速度和切深的增大均呈上升趨勢(shì)，且工件進(jìn)給速度、切深、磨削速度對(duì)磨削溫度的影響程度依次增大。單層釬焊CBN砂輪高速磨削鈦基復(fù)合材料的磨削力與溫度均低于單層電鍍CBN砂輪，采用前者高速磨削可提高不發(fā)生材料燒傷的最大去除率。⑵探明了單層CBN砂輪高速磨削TiCp/Ti-6

4、Al-4V鈦基復(fù)合材料的表面燒傷宏觀與微觀特征。鈦基復(fù)合材料表面燒傷顏色與磨削溫度呈現(xiàn)比較明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系；隨著磨削燒傷程度加重，顯微組織變形更劇烈，且表層材料出現(xiàn)軟化。TiCp/Ti-6Al-4V鈦基復(fù)合材料高速磨削亞表面變質(zhì)層厚度與顯微組織變形程度顯著高于Ti-6Al-4V鈦合金?；谀ハ鞅饶芙⒘蒜伝鶑?fù)合材料高速磨削燒傷預(yù)測(cè)模型。⑶闡明了單層CBN砂輪高速磨削TiCp/Ti-6Al-4V鈦基復(fù)合材料加工表面的微觀形貌特征。鈦基復(fù)合材