超硬材料的特种加工文献综述
更新时间:2024-03-08 03:09:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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超硬材料的特种加工的文献综述:
磨削加工是人类最早的生产加工手段,也是当今工业领域重要的加工手段,是精密加工和超精加工首选的加工方法,磨削加工广泛用于机床、工具、汽车、船舶、兵器、航空、航天、电子、能源、交通、建筑、地质、冶金、石油、煤炭、化工、轻工、纺工、仪表仪器、工程陶瓷、耐火材料、家具制造、食品等诸多领域。如此广泛的应用使得磨料及磨削工具成为工业生产中必不可少的加工工具,具有“工业牙齿”之誉。
超硬材料加工的现状:
随着科技发展以及先进材料不断涌现,现代化生产对加工方法的要求也不断提高,告诉、高校、高精磨以及越来越多的耐磨材料实施有效的磨削加工,成为现代化加工领域的发展方向。以金刚石和立方氮化硼为代表超硬材料磨料磨削工具的出现,为磨削加工翻开了新的一页,超硬材料磨削工具已经在难加工材料(如硬质合金、陶瓷、玻璃、石材、难磨金属等)磨削及高速、高效、高精磨削方面呈现出巨大优势。
在超硬材料磨削工具,结合剂是主要组成部分,它的性能的优劣决定着磨削工具的强度、硬度、耐用度、自锐性、使用寿命等主要性能,同时还在较大程度上决定着磨削工具的制造工艺性能。因此结合剂的性能直接影响着磨削工具的质量,影响着磨削加工行业的发展。
超硬材料磨削工具常用结合剂主要有树脂结合剂、技术结合剂和陶瓷结合剂,它们各自拥有其他结合剂无法代替的优势,但在实际的生产应用又都存在着不同程度的不足和缺陷。
金属陶瓷复合结合剂的研究目的是将超硬材料磨削工具用金属结合剂和陶瓷结合剂的优点加以综合,使复合结合剂不仅拥有陶瓷结合剂硬度高、气孔率可调、 自锐性好、导热率高、耐热性、耐油性、耐水性、耐酸碱性好的特点,还拥有金属结合剂韧性好、强度高、形状保持性好、强度高、形状保持性好等特点。
特种加工的特点:
1.不用机械能,与加工对象的机械性能无关,有些加工方法,如激光加工、电火花加工、离子弧加工、电化学加工等,是利用热能、化学能、电化学能等,这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关,故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。(塑料拖链)
2.非接触加工,不一定需要工具,有的虽使用工具,但与工件不接触,因此,工件不承受大的作用力,工具硬度可低于工件硬度,故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。
3.微细加工,工件表面质量高,有些特种加工,如超声、电化学、水喷射、磨料流等,加工余量都是微细进行,故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝,还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。
4.不存在加工中的机械应变或大面积的热应变,可获得较低的表面粗糙度,其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小,尺寸稳定性好。
5.两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工,其综合加工效果明
显,且便于推广使用。
6.特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响
特种加工目前存在的问题:
随着科技的不断发展,越来越多的超硬材料不断被人们发现或者合成,其中不乏有硬度更为出色的材料,人们想要对此进行加工,需要不断地进化加工手段,现在对超硬材料的主要加工手段就是磨削,但是磨削进给速度低,磨削温度高,会对材料的加工表面造成局部高温,一般会使材料的表面产生局部过热现象,会使材料产生一定的热应力,在某种程度上影响材料的使用性能,降低材料的使用寿命。现在人们对硬度更高的材料有了更多的需求,主要是运用于军工、航天、航空等领域。此类领域需要的都是一些大型的零件,因此需要是大型的加工机械和更为先进的加工手段,目前这样的设备和更为先进的加工手段在我们国家是不具备的。
特种加工的前景:
特种加工在我们国家加工手段主要是磨削,还有部分道题材料可能
会采用电火花线切割手段来对工件进行加工,以获取较好的加工表面和质量,但是这样的技术在国际社会中是较为落后的,超硬材料在未来社会中,尤其是军工、航空和航天等领域的运用是必不可少的。我们国家也在这样的领域继续加大投资,会不断地发掘出新的超硬材料,相应的将会研发适应现在社会需求的并且满足使用要求的特种加工手段。
特种加工的精密化研究已引起人们的高度重视, 因此, 大力开发用于超精加工的特种加工技术(如等离子弧加工等) 已成为重要的发展方向。
1.开发新工艺方法及复合工艺。为适应产品的高技术性能要求与新型材料的加工要求, 需要不断开发新工艺方法, 包括微细加工和复合加工, 尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工, 如工程陶瓷、复合材料以及聚晶金刚石等。
2.污染问题是影响和限制有些特种加工应用、发展的严重障碍。加工过程中产生的废渣、废气如果排放不当, 会造成环境污染, 影响工人健康。必须花大力气处理并利用废气、废液、废渣, 向“绿色”加工的方向发展。
3.进一步开拓特种加工技术。以多种能量同时作用, 相互取长补短的复合加工技术如电解磨削、电火花磨削、电解放电加工、超声电火花加工等,需要不断发展。
参考文献:
[1]白基成,郭永丰,刘晋春. 特种加工技术[M].哈尔滨工业大学出版社,2006
[2]李指俊,冯同建特种加工技术及其发展趋势[J]. 机械制造》1996(4) [3] 郑哲敏,杨振声.爆炸加工[M].国防工业出版社,1981
[4]吴为民,高文胜,刘娆,许东卫.液中放电金属冲压成形研究[J].电加工,1998(5).
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