颗粒增强铝基复合材料铣削优化

金属基复合材料是在金属或合金中加入一定体积的颗粒或纤维的增强体，经冷压成型或热压烧结成型。根据使用要求（强度、热导率、线胀系数等），增强体加入量可以随意调节，成分比例准确，体积分数控制方便，增强相分布均匀。金属基复合材料是一种具有高的比强度和比刚度的新型材料。金属基复合材料主要由三部分组成：基体材料、增强体和界面。

1.基体材料

基体材料是金属基复合材料的主要组成部分，是增强体的载体，在复合材料中占主要体积分数，起到主体作用。由于金属基体的力学性能和物理性能直接影响复合材料的力学性能和物理性能，因此选择基体材料应根据合金的特点和复合材料的用途。基体材料有铝基、钛基、铜基、镁基、锌基、铁基、钢基、镍基等。

2.增强体

增强体是复合基体材料中的重要的组成部分，决定复合材料的比强度、模量、导热性、导电性、高温性能，与基体的相容性以及制造成本等。增强体有颗粒增强体、层状增强体和纤维增强体（包括长纤维、短纤维、晶须）。颗粒增强复合材料是指分散的硬质增强相的体积超过20%的复合材料，其颗粒直径和颗粒间距较大，颗粒直径大多在10～50μm。增强相是承载相，而基体的作用则在于传递载荷和便于加工。颗粒增强材料的强度取决于颗粒的直径大小、间距和体积比例和基体的性能。

3.界面(www.xing528.com)

界面是指基体与增强体之间的结合区域。在金属基复合材料的制造和使用过程中，基体和增强体发生相互作用生成化合物，或者基体与增强体相互扩散形成扩散层等都可称为界面。界面对复合材料力学性能影响很大，因此要控制界面反应使复合材料有合适的界面。界面有三种类型：

1）增强体和金属基体互不反应和互不溶解，这种界面相对比较平整，只有分子层的厚度，界面除组成物质外基体不含其他物质，例如Cu/W、Cu/Al₂O₃、Al/SiC_P、Ag/Al₂O₃界面等。

2）增强体和金属基体不反应但能相互溶解。这种界面为组成物质呈锯齿交错的溶解扩散界面，金属基体的合金元素和杂质可能在界面上富集或贫化，例如Nb/W、Ni/C、Ni/W界面等。

3）增强体和金属基体之间互相反应生成界面反应产物。此类界面的特点是有亚微米级左右的界面反应产物层，例如Ti/Al₂O₃、Ti/B、Ti/SiC_P界面等。

颗粒增强铝基复合材料是采用“真空搅拌铸造”技术，首先将铝锭放入炉内进行熔化，抽真空后充氮气保护，然后加入经干燥后的SiC粉，经搅拌器搅拌后浇铸而成。可铸成各种复杂的型面、锻造成各种形状的锻件、轧制成板材，根据使用要求，可进行水中淬火，提高材料的使用性能。由于经过搅拌使SiC颗粒均匀分散在铝基体中，高硬度不规则的SiC颗粒被高塑性的铝合金包容，两者间产生强大的摩擦力，结合成高强度、高耐磨性的复合材料。