【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料加工方法及装置
本专利技术属于复合材料加工领域，更具体地，涉及一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料加工方法及装置。
技术介绍
陶瓷颗粒增强金属基复合材料相比传统的合金材料，具有较轻的质量，较高的强度、刚度、硬度和耐磨性，良好的热膨胀系数和尺寸稳定性等优点。近年来，随着机械制造和材料科学的快速发展，航天航空、军事、能源、汽车、电子、医疗和光学等工业领域对零部件的材料性能和服役性能提出了越来越高的要求，陶瓷颗粒增强金属基复合材料由于上述优异的性能，在这些领域的应用中展现出良好的潜力。该种材料通常通过如粉末冶金、热挤压、压力浸渗和铸造等近净成形技术成型，随后，需要进行机械后加工(例如：车削、铣削、磨削和抛光)以获得所需的尺寸精度和表面质量。因为金属基体中存在大量的高硬度的陶瓷增强颗粒，该类复合材料的机械加工过程中会造成严重的工具磨损以及不理想的表面质量等问题，使其成为典型的难加工材料。一方面，由于陶瓷增强颗粒的高磨蚀性和金属基体的高粘附性，即使是具有极高硬度和良好导热性的金刚石刀具也会遭受过度的磨损...
【技术保护点】
1.一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料加工方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1激光加热表面熔融改性：对陶瓷颗粒增强金属基复合材料表面进行激光加热扫描处理，以使陶瓷颗粒增强金属基复合材料表面形成一层无/少陶瓷增强颗粒的激光改性区域；/nS2超精密加工：通过铣刀对激光改性区域进行铣削，然后通过飞刀对激光改性区域进行光整加工，且铣刀和飞刀对激光改性区域的总切削量不大于激光改性区域的深度，完成对陶瓷颗粒增强金属基复合材料的加工。/n
【技术特征摘要】
1.一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1激光加热表面熔融改性：对陶瓷颗粒增强金属基复合材料表面进行激光加热扫描处理，以使陶瓷颗粒增强金属基复合材料表面形成一层无/少陶瓷增强颗粒的激光改性区域；
S2超精密加工：通过铣刀对激光改性区域进行铣削，然后通过飞刀对激光改性区域进行光整加工，且铣刀和飞刀对激光改性区域的总切削量不大于激光改性区域的深度，完成对陶瓷颗粒增强金属基复合材料的加工。
2.如权利要求1所述的陶瓷颗粒增强金属基复合材料加工方法，其特征在于，加工前，建立激光加热温度场模型，通过输入陶瓷颗粒增强金属基复合材料的热物理参数以及激光加热扫描处理参数来仿真与模拟加工时温度场的分布，并预测激光改性区域的宽度和深度，进而据此确定激光加热扫描处理的参数，以及后续超精密加工参数。
3.如权利要求2所述的陶瓷颗粒增强金属基复合材料加工方法，其特征在于，所述激光加热温度场模型中的激光模型采用高斯热源模型。
4.如权利要求2所述的陶瓷颗粒增强金属基复合材料加工方法，其特征在于，所述陶瓷颗粒增强金属基复合材料的热物理参数包括导热系数和比热容，其中：
(1)所述导热系数通过如下公式计算得到：
其中，Kc，Km和Kp分别为陶瓷颗粒增强金属基复合材料、金属基体材料和增强颗粒材料的导热系数，d为增强颗粒的直径，Vp为增强颗粒的体积分数，RBd为复合材料的界面热阻；
(2)所述比热容通过如下公式计算得到：
其中，Cc，Cm和Cp分别为陶瓷颗粒增强金属基复合材料、金属基体材料和增强颗粒材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭芳瑜，邓犇，王浩威，闫蓉，杨明辉，黄宇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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