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1、特殊材料加工技術(shù)陶瓷和復(fù)合材料難加工的原因：1)高硬度；2)高強(qiáng)度；3)高塑性和高韌性；4)低塑性和高脆性；5)低導(dǎo)熱性；6)有微觀的硬質(zhì)點(diǎn)或硬夾雜物；7)化學(xué)性能過(guò)于活潑。我們對(duì)航天領(lǐng)域中難加工特殊材料陶瓷和復(fù)合材料的加工技術(shù)進(jìn)行了追蹤。★陶瓷材料的切削加工性一、與切削加工相關(guān)的陶瓷材料的特性1．具有高硬度在各類工程結(jié)構(gòu)材料中，陶瓷材料的硬度僅次于金剛石和立方氮化硼2．具有高剛性3．具有高的抗壓強(qiáng)度和低的抗拉強(qiáng)度4．塑件極差陶瓷材料常溫下幾乎無(wú)塑性。5.韌性極低6．陶瓷的熱特性陶瓷的線脹系數(shù)比
2、金屬低得多導(dǎo)熱系數(shù)(Sic、AlN除外)也比金屬小二、陶瓷切削加工的特點(diǎn)陶瓷制品尺寸精度低，不能直接作為機(jī)械零件使用，必須經(jīng)過(guò)機(jī)械加工才行。陶瓷尺寸收縮率約為10％以上，而金屬僅為0.2％以下傳統(tǒng)的加工方法是用金剛石砂輪磨削，還有研磨和拋光。磨削效率低，加工成本高。燒結(jié)金剛石、易切陶瓷、高剛度機(jī)床開發(fā)，使切削加工成為可能。1、只可能使用金剛石或立方氮化硼刀具CBN切削陶瓷試驗(yàn)結(jié)果尚不理想；金剛石的耐磨性約為A12O3陶瓷的10倍，切削陶瓷時(shí)金剛石的熱磨損很?。唤饎偸诳諝庵星邢鞲邷叵卵趸鹛蓟?/p>
3、而磨損。天然單晶金剛石切削刀鋒利，硬度高， 但遇沖擊和振動(dòng)易破損2．陶瓷材料的去除機(jī)理是刀具刃口附近的被切材料產(chǎn)生脆性破壞，而金屬則是產(chǎn)生剪切滑移變形。3．從機(jī)械加工角度看，斷裂韌度低的陶瓷材料應(yīng)該容易被切削加工。不燒結(jié)陶瓷和預(yù)燒結(jié)陶瓷材料內(nèi)部存在大量龜裂。比完全燒結(jié)陶瓷材料容易切削。燒結(jié)溫度和壓力越高、材料越致密、硬度越高，切削加工性越差,刀具而用度越低4．從剪切滑移變形的角度看，某些陶瓷材料只有在高溫區(qū)會(huì)軟化呈塑性，切削時(shí)刀具刀口附近的陶瓷材料產(chǎn)生剪切滑移變形才有可能。5．陶瓷材料切削時(shí)的脆
4、性龜裂會(huì)殘留在加工表面上?！飶?fù)合材料的切削加工性復(fù)合材料是指由兩種以上在物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)，人工制成的一種多相固體材料。金屬與金屬、非金屬與非金屬、金屬與非金屬均可復(fù)合。幾種不同材料復(fù)合之后，既保持了各自的優(yōu)點(diǎn)，又獲得了更優(yōu)越的綜合力學(xué)性能和物理性能。一、復(fù)合材料的特點(diǎn)（1）比強(qiáng)度及比模量高于其他材料。其中以纖維復(fù)合材料比強(qiáng)度和比模量最高。（2）具有良好的抗疲勞性能。如多數(shù)金屬疲勞極限是拉伸強(qiáng)度的40％～50％，而碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可高達(dá)70％～80％。（3）復(fù)合材料吸振能力強(qiáng)。這是由于復(fù)
5、合材料自振頻率高，不易產(chǎn)生共振，同時(shí)纖維與基體之間有界面存在，對(duì)振動(dòng)有反射和吸收作用。（4）復(fù)合材料高溫性能好。具有良好的減磨、耐磨、自潤(rùn)滑性能、隔音性、化學(xué)穩(wěn)定性及電、光、磁等特殊性能。二、復(fù)合材料的分類其全部相可分為兩類：一為基體相，另一為增強(qiáng)相?；w相起粘結(jié)作用；增強(qiáng)相起提高強(qiáng)度和剛度的作用。復(fù)合材料可以分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料兩大類。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的分類方法有三種：（1）以基體類型分類：金屬基復(fù)合材料、樹脂基復(fù)合材料、無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料等。（2)以增強(qiáng)纖維類型分類：碳纖維復(fù)合材料、
6、玻璃纖維復(fù)合材料、有機(jī)纖維復(fù)合材料、復(fù)合纖維（SiC、B）復(fù)合材料、混雜纖維復(fù)合材料等。（3)以增強(qiáng)相外形分類：細(xì)粒復(fù)合材料、短纖維復(fù)合材料、連續(xù)纖維復(fù)合材料和疊層復(fù)合材料等。三、常用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料1．玻璃纖維—樹脂基復(fù)合材料(GrassFiberreinforcedPlastics，簡(jiǎn)稱GFRP)以塑料為基體與玻璃纖維復(fù)合，俗稱玻璃鋼。按所用塑料基體不同，玻璃鋼分為熱塑性玻璃鋼和熱固性玻璃鋼兩種。前者以熱塑性塑料(如尼龍、聚苯乙烯等)為基體；后者以熱固性塑料(如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等)為基體。
7、玻璃鋼的性能特點(diǎn)強(qiáng)度較高，接近或超過(guò)銅合金和鋁合金，由于相對(duì)密度小(1.5～2)，所以比強(qiáng)度高于銅、鋁合金，甚至超過(guò)高級(jí)合金鋼。耐蝕性、介電性優(yōu)良，加工成形性良好。缺點(diǎn)是剛度差、易變形、耐熱性差(不超過(guò)200℃)、導(dǎo)熱性差、易蠕變等。要求自重輕的受力結(jié)構(gòu)件。2．碳纖維—樹脂復(fù)合材料(CarbonFiberreinforceplastics，簡(jiǎn)稱CFRP)是以人造纖維或天然纖維為原料，在隔絕空氣條件下經(jīng)高溫碳化而成?？估瓘?qiáng)度比玻璃纖維略高，而彈性模量是玻璃纖維的4～6倍。碳纖維還具有較好的高溫性能
8、。密度比玻璃鋼還要小，它是目前比強(qiáng)度和比模量最高的復(fù)合材料之一。在抗沖擊性能、抗疲勞性能、減磨性能、耐磨性能、自潤(rùn)滑性、耐腐蝕性及耐熱性等方面都有顯著優(yōu)點(diǎn)。碳纖維在機(jī)械工業(yè)中主要用于一些承載零件(如連桿、齒輪)、耐磨零件(如軸承、密封圈、活塞)、耐腐蝕零件(如化工泵、高壓泵、管道、容器)等。此外，它還可用于航空、航天器的構(gòu)件材料，如飛機(jī)翼尖、尾翼、起落架、人造衛(wèi)星支架、火箭噴嘴等。3.硼纖維與樹脂復(fù)合材料(BFRP)?？估瓘?qiáng)度與玻璃纖維相近，而彈性模量卻高5倍。但由于成本高或技術(shù)上的原因，目前應(yīng)
