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PCD铣刀/钻头-铝基碳化硅加工刀具的选择

发布日期：2021-06-28 10:17:36

导读：铝基碳化硅复合材料常见的加工方式有铣削、钻孔等，对曲面、孔、槽进行加工，为了更好的控制成本，粗加工可采用硬质合金刀具进行加工，精加工采用PCD刀具进行铣削和钻孔等。

铝基碳化硅，简称AlSiC（有的文献英文缩略语写为SICP/Al或Al/SiC、SiC/Al），是由碳化硅（SiC）和颗粒状的铝组成的一种颗粒增强金属基复合材料，凭借优异的高硬度，高韧性，高塑性，高模量等优势，在航空、航天、电子芯片、高铁、卫星等领域广泛应用。

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铝基碳化硅复合材料作为现代新型复合材料，有很多优势，但同样也有很明显的缺点，就是机械加工难度大，刀具磨损快，生产成本高，效率低。难加工的主要原因在于铝基碳化硅复合材料中碳化硅增强颗粒硬度非常高，碳化硅的另一个名字是金刚砂，硬度仅次于金刚石，同时铝基碳化硅复合材料表面粗糙，碳化硅硬质点分布不均匀，在切削过程中刀具磨损较快，同时切削时会产生较大振动，影响加工精度。因此在加工中刀具的选择和机床的选择尤为重要。

铝基碳化硅复合材料的加工方式

（1）传统机械加工（车、铣、钻等）：合金刀具，PCD金刚石刀具

（2）铣磨加工：金刚石砂轮

（3）激光加工：打孔，切割，划线

（4）超声加工

随着碳化硅颗粒体积分数的增大，切削性变差。采用特种加工技术加工高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料，在去除率、表面质量、加工效率方面无法与车铣等常规传统机械加工方式相比。因此，常规传统的机械加工方式仍是高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料的主要加工方式。

铝基碳化硅复合材料常见的加工方式有铣削、钻孔等，对曲面、孔、槽进行加工，为了更好的控制成本，粗加工可采用硬质合金刀具进行加工，精加工采用PCD刀具进行铣削和钻孔等，硬质合金刀具硬度虽低于铝基碳化硅，耐用度低，但可以大余量切削，PCD刀具硬度高，但切削余量小，适合精加工，保证铝基碳化硅复合材料零件的尺寸精度和表面粗糙度等要求。

PCD刀具是人工合成的一种多晶金刚石刀具，可以制作成PCD车刀、刀片、铣刀、铰刀、钻头等。对于铝基碳化硅复合材料，常用的刀具有PCD铣刀、PCD钻头，常见的材质有CDW010，CDW025，CDW302，根据铝基碳化硅的成分选择不同的材质进行高效加工。图1是加工铝基碳化硅复合材料的PCD铣刀。图2是PCD钻头。