[发明专利]一种复合材料的磨抛加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以实现复合材料的磨抛加工工艺方法，特别是针对细粒度复合材料，如金刚石/铜复合材料、金刚石/铝复合材料和金属陶瓷等的去除加工。

背景技术

复合材料，是以一种材料为基体，另一种材料为增强体组合而成的材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的类型可分为纤维增强复合材料、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料，其中细粒复合材料是将硬质细粒均匀分布于基体中。复合材料在应用过程中常常需要进行机械加工，以达到使用的精度要求。由于材料硬度不均，采用常规的车削、铣削和磨削等方法加工细粒复合材料，往往会造成刀具磨损快、加工精度低、增强体脱落等问题。尤其是金刚石与金属基复合而成的材料，由于金刚石是公认的自然界硬度最高的材料，采用传统的机械加工方式，不但材料去除效率低、刀具磨损快，甚至还会造成金刚石颗粒脱落，破坏材料的原有性能。

针对以上问题，本发明提出先根据基体和增强体(如金刚石)性质选择磨料，所选磨料能够快速有效去除基体并能与增强体发生摩擦磨损去除，再通过抛光的方式去除材料表面增强体的突出部分的工艺方法。

发明内容

本发明旨在提供一种复合材料的磨抛加工工艺，该工艺链在不破坏复合材料性能的前提下，实现材料的均匀去除，达到复合材料的加工要求，并提高复合材料的加工效率。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种复合材料的磨抛加工工艺，所述复合材料由基体和增强体复合而成；其特征是，所述磨抛加工工艺包括如下步骤：

a)对复合材料进行磨削，所选磨削用的磨料硬度大于复合材料中基体的硬度且能与复合材料中的增强体发生摩擦磨损而去除增强体，磨削过程中复合材料中的增强体相对于基体表面形成凸台；

b)当所述凸台相对于基体表面的突出高度不大于5μm时，对复合材料进行抛光，直到所述凸台完全去除，所选抛光用的磨料粒度不大于复合材料中增强体的粒度。

由此，本发明先根据基体和硬质点材料性质选择磨料，所选磨料能够有效去除基体并能与硬质点发生摩擦磨损去除，再通过抛光的方式去除材料表面硬质点的突出部分，试验证明本发明在不破坏复合材料性能的前提下，实现了材料的均匀去除，达到复合材料的加工要求，工艺经济、有效。

以下为本发明的进一步改进的技术方案：

进一步地，所述磨削用的磨料硬度较基体硬度高2级以上，较增强体的硬度低1-2级，这种磨料可以与增强体发生摩擦磨损而去除增强体的效果最好，如磨抛加工金刚石/铜复合材料是，所选磨料为碳化硅(硬度为9级)，较基体铜的硬度(3级)高，较增强体金刚石(硬度10级)的硬度低。

优选地，所述磨削用的磨料粒度为增强体粒度的0.9—1.1倍。

进一步地，所述增强体为金刚石，所述磨削用的磨料为碳化硅，所述抛光用的磨料为金刚石。换句话说，本发明尤其适用于如金刚石/铜复合材料、金刚石/铝复合材料和金属陶瓷等的去除加工。

更优选地，对复合材料进行抛光完成后，复合材料的表面粗糙度为0.4μm～0.6μm。

进一步地，本发明对复合材料进行磨削包括如下步骤：

1)、粗加工，磨削砂轮转速为5000r/min—7000r/min，单次切深4μm—6μm；

2)、精加工，磨削砂轮转速为5000r/min—7000r/min，单次切深1μm—3μm。

以下结合实施例对本发明做进一步的描述：