较常见切屑类型是锯齿型和间断型切屑-抽样检测显微镜
颗粒增强MMC加工的切屑形成
切屑形成涉及加工中剪切带的塑性变形,传统上,在金属
切削过程中,剪切带可以根据薄或厚平面模型进行分析。在较大切
削速度下,剪切带近似于薄平面模型,这样就更容易确定剪切带的
角度。在实践中,MMC通常在较高的切削速度下进行加工,因此,
这个近似的薄平面模型就能模拟加工过程。但是,不能简单地认为
切屑的形成只与剪切带的性质有关,它还与材料的性质、微观结构
和加工中的不稳定因素有关。在切削加工中切屑形成的类型高度依
赖于切削条件,概括地说,切屑的类型可以分为:连续型、积屑瘤
型、锯齿型和间断型
通常.在较高切削速度和(或)用较大前角的刀具进行加工
时会形成连续型切屑。切屑变形主要发生在第一变形区,在MMC的
加工中,较常见的切屑类型是锯齿型和间断型切屑,在某些有限的
切削条件下,也会形成连续型切屑。现,在加工钛合金时,较常见
的是锯齿型切屑。切屑形成机理总是伴随着剪切带的严重塑性变形
而在铝合金中加入碳化硅可以降低材料的延展性,从而形成间断
型切屑。切屑形成机理为:首先形成裂纹,然后颗粒和基体脱离而
生成空隙,随后空隙聚集,并且沿着剪切带传播,空隙扩大到一定
程度后材料断裂,较后产生材料滑移.较终形成半连续型切屑。从
钛合金MMC的附加试验中得到以下结论:使用锋利的刀具会产生连
续型切屑,而使用磨钝的刀具.在更大进给量或者背吃刀量的情况
下,会形成半连续型切屑。研究人员还发现MMC和整体材料的切屑
形成机制是相似的。MMC中颗粒的流动线与铝、钛和钢的流动线相
似,因为随着晶界的变形,在切屑的根部,颗粒会沿着剪切面定向
排列。另一方面,由于颗粒的破裂和位移,使其在MMC加工中起到
了重要的作用。因此切屑的形成高度依赖于颗粒的破裂和位移,从
而影响MMC加工中的切削力。
通过对比铝基MMC加工中所生成典型切屑的纵向显微图,发
现颗粒的体积分数对切屑形成也具有一定的影响。该切削试验是在
牛头刨床上进行的,分别对体积分数为0、10、20和30%碳化硅颗
粒增强铝合金进行低切削速度(16.6 m/min)加工。结果表明,随
着颗粒的体积分数由0%增加到30%,切屑的轮廓由波浪形变为明
显的锯齿形,在较高切削速度下则没有这种现象。切屑的扫描电子
显微镜(SEM)图像清晰地展示出在切屑形成的过程中,断裂是从切
屑的外表面开始的,然后向刀尖方向传播,较终切屑彻底断开。