Study on material removal rate and tool wear in EDM of SiCp/Al composite
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摘要: SiCp/Al复合材料因同时具有铝基体和碳化硅颗粒的综合特性，因此在具有低密度，高导热率的同时还具备了高硬度等优良特性，在各领域中备受青睐。然而具有高硬度的脆性SiCp/Al复合材料，使得传统的接触加工方式因切削温度过高，刀具磨损严重和加工精度不满足要求等问题而难以进行，电火花加工通过电极与工件间的连续放电来蚀除材料属于非接触加工，因此常被用来加工SiCp/Al复合材料。在自行搭建的电火花加工试验台上，以SiCp/Al复合材料为对象开展工艺试验，研究了不同加工参数下材料蚀除率和电极损耗对加工过程的影响，并从复合材料的蚀除特性方面分析了影响加工的原因。
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关键词:
- SiCp/Al复合材料 /
- 电火花加工 /
- 材料蚀除率 /
- 电极损耗
Abstract: SiCp/Al composites are widely used in various fields because they have the combined properties of both aluminium matrix and silicon carbide particles, and therefore have low density, high thermal conductivity and high hardness. However, the high hardness of brittle SiCp/Al composites makes traditional contact machining difficult due to high cutting temperatures, severe tool wear and machining accuracy. In this paper, the effect of material etching rate and electrode loss on the machining of SiCp/Al composites under different machining parameters was investigated on a self-built EDM test bench with SiCp/Al composites, and the reasons for the effect on the machining were analysed in terms of the etching characteristics of the composites.-
Key words:
- SiCp/Al composite /
- EDM /
- material removal rate /
- electrode wear
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表 1 SiCp/Al复合材料性能指标
性能指标 数值 基体材料热导率/((W/m·K)@25 ℃) ZL101A≥240 比热/(J/gK)@25 ℃ 0.803（平均值） 杨氏模量/GPa 200 剪切模量/GPa 75 抗弯强度/MPa ≥300 断裂伸长率/(%) 0.28 断裂韧度 12 
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表 2 SiCp/Al复合材料性能指标
参数 描述 电极材料 铜钨合金、紫铜 工件材料 ZL101A 工作液 火花机油 极性 正、负极性 电极直径/mm 2 放电电压/V 70，80，90，100 峰值电流/A 1，2，3 主轴转速/(r/min) 400，600，800 脉宽/μs 20 脉间/μs 20
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表 3 不同电极材料属性
电极材料 熔点/
℃导热系数/
(W/m·K)密度/
(g/cm3)电子逸出功/
eV铜钨合金 3 000~3 410 220 13.8 4.54~5.24 紫铜 1 083 386 8.96 5.24
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