碳化硅零部件机械加工工艺分析

碳化硅零部件机械加工工艺分析

林长城

快意电梯股份有限公司广东东莞523000

【摘要】当前在科技不断发展的背景之下，碳化硅零部件机械加工工艺已经得到了一定程度的发展。为了能够满足碳化硅材料部件工程项目等方面的需求，已经有更多的相关研究出现。可实际上我国在碳化硅机械加工方面的理论研究并不多，这给社会领域广泛的应用与推广碳化硅增加了难度。本文主要针对碳化硅零部件机械加工工艺展开深入的分析，其目的在于为碳化硅零部件机械加工提供有力的保障，并能够不断的推广碳化硅零部件在社会各个领域中的应用。

【关键词】机械；零部件；加工工艺；碳化硅

在现代社会发展中，碳化硅是一种新型的材料，碳化硅的刚度比较大，同时拥有良好的稳定性等优点，因此国际上已经将碳化硅材料作为空间光学遥感器的反射镜材料展开相应的研究。近年来，伴随科技水平的不断提升，碳化硅材料的发展速度不断加快，这使得碳化硅在工业行业中被广泛的应用。如碳化硅材料能够被作为汽车发动机的燃烧部件等。但是当前在碳化硅材料被不断应用的背景之下，如果技术人员依旧依靠以往燃烧铸造的方法对其进行加工，那么这回增加加工工作的难度，同时加工的精确度也无法得到保障。因此，该点需要引起相关工作人员高度的重视。

一、碳化硅材料的特性探究

近年来碳化硅材料的发展速度不断加快，作为近年来被广泛应用的新型材料之一，碳化硅材料在反应烧结原理背景之下，其优势表现的更加明显。具体而言，其特性主要表现在以下几个方面，即：

首先碳化硅材料拥有较大的比刚度。与其他材料相比，碳化硅材料受到单位荷载作用的影响，不会出现变形的情况，同时也拥有较好的稳定性。应用碳化硅材料能够有效的减少反射镜材料的厚度[1]，这与刘小涵，姜明珠，曹宏等在《碳化硅零部件机械加工工艺》一文中的观点极为相似。从而确保反射镜和镜框能够形成一体，最终有效的避免在安装与调整期间出现误差。

其次存在较高的热稳定性，有良好的抗震性能。在加工碳化硅期间，碳化硅材料能够有效的提升反射镜的热稳定性，这便能够避免在实际工作期间出现质量问题，同时也能够降低功率的消耗量。

最后，碳化硅材料有着较好的热传导性能。在机械加工过程中，碳化硅材料并不会受到外界温度的影响，因此碳化硅的内部结构也不会形成内应力，所以碳化硅的适应能力极强。

二、碳化硅零部件机械加工工艺分析

在碳化硅零部件机械加工过程中，如果所加工的零部件结构相同，那么技术人员便能够采用普通车工对其进行相应的加工，而如果是碳化硅，则需要应用磨削加工技术进行加工，也可以应用数控加工等一些特殊的加工技术进行加工。加之碳化硅材料有较大的硬度特性，这要求技术人员在加工期间必须应用专用的刀具进行加工。碳化硅零部件机械加工工艺通常体现在以下几个方面，即：

（一）磨削加工技术体现

在磨削加工技术中，包括两个方面的加工技术，一方面为精密切削加工技术，另一方面为数控磨削加工技术。

1、精密切削加工技术

在碳化硅零部件加工过程中，工作人员需要利用磨削加工技术展开相应的试验。换言之需要在材料的上下表明对其进行相应的加工，而在加工期间，常常需要确保碳化硅表面的平面度保持在0.008mm的状态之下，同时需要确保上表面与下表面保持平衡[2]。如果在加工中对铝部件与钢部件进行加工，则可以直接的应用刨加工方法进行设计，通过该设计方式来达到设计的要求。可对于碳化硅材料的加工，则只能应用磨削加工技术进行加工。

在加工期间，由于碳化硅材料具有较强的硬度，这给加工操作增添了一定的困难，为此在技术人员进行加工的过程中，需要应用具有较大刚度的精密磨床进行加工。在磨削加工期间，尽管加工零件的表面粗糙度比较低，那么技术人员依旧需要对每次的切削量进行严格的控制。

2.数控磨削加工技术

数控磨削加工技术主要应用编程对加工工艺展开合理的控制，该加工技术的应用，可以有效的解决精密切削中加工技术无法克服的外形尺寸问题。主要通过计算机技术对其进行有效的控制，并且确保能够达到设计方面的要求。可是在实际加工期间，技术人员必须了解，受到碳化硅自身特性的影响，金刚石砂轮很容易遭受到磨损，这便会给机床的正常运行带来消极的影响[3]。这与王大镇，冯培锋，赵清亮等在《航天铝基复合材料零部件超精密加工技术研究》一文中的观点极为相似。尽管在加工过程汇总采取了相应的保护装置进行保护，但是保护效果并不明显，同时外界环境也会遭受到一定程度的污染。为此，目前还有很多研究人员针对该点进行研究。

（二）超声波加工技术

超声波加工的基本原理：通过工具的使用作超声波振动，受到工具和工件之间磨料悬浮液作用的影响，机械加工作用表现的会更为明显。在装卡的过程中，工具会被轻压到工件之上，通过在工件与工具间添加磨料与水、煤油等悬浮液。如果超声换能起所产生的频率为16000Hz以上，那么在超声频轴向振动过程中，则需要通过变幅杆将振幅放大到规定值，而驱动工具端面作轴向超声振动过程中，将会对工作液中所悬浮的磨粒进行撞击[4]，并且撞击的速度很大，随着不断撞击其速度还会不断上升，直至材料产生一定的裂纹，最终进入到破碎的状态下，当被粉碎成很细的微粒以后被分离出来，而此时的工作液会受到工具端面超声振动的影响，出现高频、交变的液压正负冲击波，这便会使得工作液渗入到所加工的材料裂缝当中，该种情况的出现加剧了破坏作用。

实践表明，影响超声加工精度的主要因素包括加工深度、加工尺寸以及零件形状、加工材料等。只有确保各个方面能够达到标准要求，才能够不断的提升碳化硅零件的加工精度。要确保碳化硅材料超声加工工艺参数精确，便需要应用碳化硅磨料，将煤油和磨料混合以后进行加工，利用超声旋转加工方式对孔进行严格的加工，在加工期间需要确保其表明的粗糙度为RaO，要确保能够与设计图纸的要求相符合[5]。这与王兴，包建勋在《纳米碳化硅对浆料流变学及碳化硅性能的影响》一文中的观点有着相似之处。可是该种加工方式的加工成本比较昂贵，并且加工的时间较长，对刀操作比较困难，这给加工操作增添了极大的难度。为此，在利用超声波加工技术进行加工的过程中，需要确保工作人员高度重视加工的各个环节，以保证加工的精确性。

总结

随着科技的不断发展，碳化硅作为一种新型材料已经被广泛的应用在工业施工当中，在应用期间，碳化硅的零部件加工工艺水平也得到了一定程度的提升。本文主要从两个重要方面着手，第一方面探究了碳化硅材料的特性，第二方面分析了碳化硅零部件机械加工工艺。通过分析明确，碳化硅材料具有一定的特性，例如碳化硅材料的比刚度比较大，稳定性较强。因此在对碳化硅材料进行加工的过程中，相关技术人员必须采用一套科学、规范的加工技术进行加工，并且选用具有丰富加工经验的技术人员进行操作，最终确保碳化硅零部件机械加工更加有效。

参考文献：

[1]刘小涵，姜明珠，曹宏等.碳化硅零部件机械加工工艺[J].长春理工大学学报（自然科学版），2011，34（2）：150-153.

[2]张弘.浅谈碳化硅零部件机械加工工艺[J].黑龙江科技信息，2013，（28）：162-162.

[3]王大镇，冯培锋，赵清亮等.航天铝基复合材料零部件超精密加工技术研究[J].宇航学报，2006，27（6）：1341-1346.

[4]王云伟，靳国强，王英勇等.黄绿荧光碳化硅包覆石墨材料的制备与表征[J].新型炭材料，2014，（5）：404-408.

[5]王兴，包建勋.纳米碳化硅对浆料流变学及碳化硅性能的影响[J].红外与激光工程，2014，（z1）：197-202.