The invention relates to a drill bit and a drilling method for drilling a high hardness fiber reinforced ceramic matrix composite part, belonging to the field of composite material mechanical processing. The invention not only improves the drilling efficiency and surface quality of high hardness fiber reinforced ceramic matrix composites, improves the cutting performance and service life of PCD bits, but also meets the application requirements of low damage, high precision and high efficiency manufacturing machines for high hardness fiber reinforced ceramic matrix composites.
【技术实现步骤摘要】
一种用于高硬度纤维增强陶瓷基复合材料件钻孔的钻头及方法
本专利技术涉及一种用于高硬度纤维增强陶瓷基复合材料件钻孔的钻头及钻孔方法,特别是涉及一种高硬度、各向异性连续纤维增强陶瓷基复合材料的低损伤、高效率、高精度钻孔加工工艺方法,属于复合材料机械加工领域,所述的高硬度纤维增强陶瓷基复合材料是指以二氧化硅、氮化硅或碳化硅为基体、连续纤维增强的陶瓷基复合材料。
技术介绍
纤维增强陶瓷基复合材料是在陶瓷基体中引入连续纤维第二相作为增强材料,具有密度小、比强度高、比模量高、热机械性能和抗热震冲击性能优良、耐烧蚀性能和绝热性能优异等特点,成为新型耐高温结构复合材料的代表,同时成为航天、航空以及核工业等行业耐高温结构件的首选材料,如高超声速飞行器的升降副翼结构板、固定整流罩、机翼俯仰舵面和稳定翼舵面等部件。但是以二氧化硅、氮化硅、碳化硅为基体、连续纤维增强的陶瓷基复合材料是典型的难加工材料,此材料具有硬度高、各向异性、强度大、导热性差以及加工冷却条件苛刻等特点,纤维增强陶瓷基复合材料在传统的加工过程中易产生如撕裂、分层、拉丝、毛刺、崩块等缺陷,会导致工件加工表面粗糙度较大,由于尺寸控制比较困难,甚至导致工件报废。在切削加工时由于刀具温度很高导致磨损严重,需经常更换刀片或刃磨。这种加工方式效率低、精度低、刀具磨损严重、成本高,难以满足纤维增强陶瓷基复合材料的加工需求,因此如何加工高硬度纤维增强陶瓷基复合材料以达到高精密度、低刀具磨损、提高效率质量、降低成本的加工要求已经成为一个急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提出一种用于高硬度纤 ...
【技术保护点】
1.一种用于高硬度纤维增强陶瓷基复合材料件钻孔的钻头,其特征在于:该钻头为一实心圆柱体,实心圆柱体的一个端面上沿轴向开有一凹槽;凹槽中注入金刚石粉与粘结剂的混合物。
【技术特征摘要】
1.一种用于高硬度纤维增强陶瓷基复合材料件钻孔的钻头,其特征在于:该钻头为一实心圆柱体,实心圆柱体的一个端面上沿轴向开有一凹槽;凹槽中注入金刚石粉与粘结剂的混合物。2.根据权利要求1所述的一种用于高硬度纤维增强陶瓷基复合材料件钻孔的钻头,其特征在于:实心圆柱体的材料为硬质合金,凹槽的宽0.2-0.4mm,凹槽的深度为2-4mm。3.根据权利要求1所述的一种用于高硬度纤维增强陶瓷基复合材料件钻孔的钻头,其特征在于:所述的粘合剂为钴,以金刚石粉与粘结剂的质量和为100%计算,钴的质量含量为15%-20%。4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于高硬度纤维增强陶瓷基复合材料件钻孔的钻头,其特征在于:钻头的制备方法:在一硬质合金材料的实心圆柱体的一个端面上沿轴向开一凹槽,然后将金刚石粉与粘结剂混合后注入凹槽内,并在高温高压下烧结,得到钻头的毛坯件,对毛坯件进行磨制,得到需要几何形状的钻头。5.根据权利要求4所述的一种用于高硬度纤维增强陶瓷基复合材料件钻孔的钻头,其特征在于:得到的钻头顶角118-120°、螺旋角25-30°、前角6°、后角6°、横刃0.5-1.0mm、钻心径向偏心为实心圆柱体直径的0.5%-1%。6.根据权利要求4所述的一种用于高硬度纤维增强陶瓷基复合材料件钻孔的钻头,其特征在于:高温高压烧结温度1450℃-1500℃、压力5...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋楠,徐亮,陈旭辉,王新永,王松,韩军,
申请(专利权)人:航天材料及工艺研究所,中国运载火箭技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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