本發(fā)明屬于磨削加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種原位自生型TiB2顆粒增強鋁基復合材料磨削加工方法。
背景技術(shù)：
原位自生型TiB2顆粒增強鋁基復合材料(簡稱TiB2/Al復合材料)是一種新型顆粒增強鋁基復合材料，TiB2/Al復合材料中的TiB2增強顆粒通過在鋁基體中的原位反應(yīng)直接生成，尺寸細小，外形圓整，并且與基體之間具有良好的相容性，具有高比強度、高比模量、耐疲勞等特性，在航空航天、汽車、電子、體育用品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，然而該材料的磨削加工方法尚為空白，嚴重制約了TiB2/Al復合材料在工業(yè)上的推廣應(yīng)用。
磨削加工是精密加工中常用的加工方法，用于各種精密零件的加工制備，磨削表面質(zhì)量會影響零件的疲勞壽命和可靠性。對于不同材料零件，砂輪磨料種類，磨料粒度，磨削參數(shù)會影響磨削表面形貌和表面粗糙度。因此針對TiB2/Al復合材料，有必要提出一種全新的加工工藝方法，以滿足相關(guān)領(lǐng)域?qū)iB2/Al復合材料磨削加工技術(shù)的迫切需求，同時促進顆粒增強鋁基復合材料磨削加工技術(shù)的發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有原位自生型TiB2顆粒增強鋁基復合材料無磨削加工方法的不足，本發(fā)明提供一種原位自生型TiB2顆粒增強鋁基復合材料磨削加工方法。該方法采用不同粒度的單晶剛玉砂輪進行粗/精加工，以及合理的選用磨削參數(shù)和冷卻液，實現(xiàn)了TiB2/Al復合材料的高精度磨削加工，采用本發(fā)明的加工方法，磨削工件表面粗糙度可達Ra0.2μm，尺寸精度和形狀精度完全符合圖紙要求，磨削表面沒有燒傷和明顯劃痕，同時TiB2/Al復合材料以延性去除方式去除，表面未見增強顆粒拔出造成的孔洞缺陷。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種原位自生型TiB2顆粒增強鋁基復合材料磨削加工方法，其特點是包括以下步驟：
(1)選擇砂輪：采用粒度為60～80#、中軟級別的單晶剛玉砂輪進行粗加工；采用粒度為100～120#、中軟級別單晶剛玉砂輪進行精加工。磨削加工時采用添加磨削液的加工方式。
(2)選擇磨削液：磨削液采用乳化液，加工時乳化液速度為40～60L/min。
(3)修整砂輪：粗加工前采用單顆粒金剛石修整器對砂輪進行修整，每行程修整深度為0.03～0.08mm，修整深度共計0.2～0.3mm，進給速度為0.02～0.08mm/r，之后進行1～2次不進刀的光修整；精加工前采用單顆粒金剛石修整器對砂輪進行修整，每行程修整深度為0.03mm，修整深度為共計0.27mm，進給速度為0.02mm/r，之后進行1～2次不進刀的光修整。為使得大量磨削液直接澆注在砂輪與單顆磨粒金剛石修整器的接觸區(qū)內(nèi)，修整砂輪時乳化液的速度為70L/min。
(4)選擇粗加工磨削參數(shù)：砂輪線速度為20～28m/s，工作臺速度為20～28m/s，磨削深度為0.03～0.05mm。
(5)選擇精加工磨削參數(shù)：砂輪線速度為0.03～0.05mm，工作臺速度為9～13m/min，磨削深度為9～13m/min。
本發(fā)明的有益效果是：該方法采用不同粒度的單晶剛玉砂輪進行粗/精加工，以及合理的選用磨削參數(shù)和冷卻液，實現(xiàn)了TiB2/Al復合材料的高精度磨削加工，采用本發(fā)明的加工方法，磨削工件表面粗糙度可達Ra0.2μm，尺寸精度和形狀精度完全符合圖紙要求，磨削表面沒有燒傷和明顯劃痕，同時TiB2/Al復合材料以延性去除方式去除，表面未見增強顆粒拔出造成的孔洞缺陷。
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作詳細說明。
具體實施方式
本發(fā)明原位自生型TiB2顆粒增強鋁基復合材料磨削加工方法具體步驟如下：
(1)選擇砂輪：采用粒度為70#、中軟級別的單晶剛玉砂輪進行粗加工；采用粒度為100#、中軟級別單晶剛玉砂輪進行精加工。磨削加工時采用添加磨削液的加工方式。
(2)選擇磨削液：磨削液采用乳化液，加工時乳化液速度為50L/min，磨削加工TiB2/Al復合材料時添加乳化液能夠降低表面粗糙度、降低磨削弧區(qū)溫度、減少表面燒傷。
(3)修整砂輪：粗加工前采用單顆粒金剛石修整器對砂輪進行修整，每行程修整深度為0.05mm，修整深度共計0.25mm，進給速度為0.06mm/r，之后進行2次不進刀的光修整；精加工前采用單顆粒金剛石修整器對砂輪進行修整，每行程修整深度為0.03mm，修整深度為共計0.27mm，進給速度為0.02mm/r，之后進行2次不進刀的光修整。為使得大量磨削液直接澆注在砂輪與單顆磨粒金剛石修整器的接觸區(qū)內(nèi)，修整砂輪時乳化液的速度為70L/min。
(4)選擇粗加工磨削參數(shù)：砂輪線速度為24m/s、工作臺速度為19m/min，磨削深度為0.04mm。
(5)選擇精加工磨削參數(shù)：砂輪線速度為36m/s、工作臺速度為9m/min，磨削深度為0.01mm。
采用單晶剛玉砂輪進行粗加工和精加工。采用粒度為60～80#、中軟級別的單晶剛玉砂輪進行粗加工；采用粒度為100～120#、中軟級別的單晶剛玉砂輪進行精加工，磨削加工時采用添加磨削液的磨削加工方式。
所述單晶剛玉砂輪磨料為剛玉系列磨料，磨粒形狀多為等積狀、是完整的晶體，具有良好的多角多棱切削刃，切削能力較強。
所述磨削液為乳化液，磨削加工時乳化液速度為40～60L/min，磨削加工TiB2/Al復合材料時添加乳化液能夠降低表面粗糙度、降低磨削弧區(qū)溫度、減少表面燒傷。
具體的，粗加工優(yōu)選磨削工藝參數(shù)為：砂輪線速度為20～28m/s、工作臺速度為17～21m/min，磨削深度為0.03～0.05mm。
具體的，精加工優(yōu)選磨削工藝參數(shù)為：砂輪線速度為28～36m/s、工作臺速度為9～13m/min，磨削深度為0.01～0.03mm。
優(yōu)選的，為了恢復砂輪的銳度和表面形狀，采用單顆粒金剛石修整器修整單晶剛玉砂輪，修整用量為：每行程修整深度為0.03～0.08mm，修整深度為共計0.2～0.3mm，進給速度為0.02～0.08mm/r，采用較小的每行程修整深度，可使修整出來的新磨粒刃口精細的排列在砂輪表面，同時還要進行1～2次不進刀的光修整，以保證修整后的砂輪表面光滑平整。修整砂輪時盡量使大量磨削液直接澆注在砂輪與單顆磨粒金剛石修整器的接觸區(qū)內(nèi)。