研究加工复合材料颗粒增强金属基复合材料的加工
在广泛的工作条件下金属基复合材料(MMC)能提供高的强度重
量比、刚性和良好的抗破坏性，有潜力取代许多工程应用中的传统
材料。通常情况下，MMC的金属基体材料是铝合金、钛合金、铜合
金和镁合金，而增强材料是纤维、晶须和颗粒形式的碳化硅、氧化
铝、碳化硼和石墨等。纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料以及
传统金属材料间的一个较重要的区别是方向性的特性，颗粒增强复
合材料和传统金属材料是各向同性的，而纤维增强复合材料通常是
各向异性的。颗粒增强复合材料具有更高的延展性和相对于纤维增
强复合材料的各向同性的性质，使其更具吸引力。
在过去，颗粒增强MMC的加工已经得到了广泛的试验研究
，而纤维增强MMC的加工研究是有限的。加工MMC会造成过度的刀具
磨损，并直接诱导在纤维或颗粒和基体接触面中出现纤维拉出、颗
粒断裂、分层和剥离等损坏现象。增强类型、刀具的类型和几何形
状以及加工参数都会影响这些复合材料的切削加工。尽管MMC的加
工通常是近净成形，但后续的加工操作还是不可缺少的。
在研究加工复合材料时所用的方法是不同的，大致可以分
为3类，即：①试验性研究。侧重于复合材料的宏观／微观切削加
工性能。②简单的建模。采用传统的切削机制。③数值模拟。把复
合材料当做宏观的各向异性的材料或者致力于从微观上模拟增强体
与基体间接触面。宏观建模通常忽略了复合材料在被切削时的许多
基本特征，并且通常不能很好地结合切削机制，而那些致力于微观
效果的建模(包括有限元分析)．实施起来很复杂。应结合宏观与微
观建模的优点，制定出一个合理的方法来提高实际建模水平，不仅
能够描述材料的切削进程，还能在应用中提供简单的分析解法。
颗粒增强金属基复合材料的加工
与加工颗粒增强MMC相关的研究大多集中在切削力、切削
温度、刀具磨损、表面粗糙度和次表面损伤等方面。从关于加工MM
C的现有文献中可以明显看出增强体材料、增强类型(颗粒或晶须)
、增强体的体积分数、基体的性质以及这些颗粒在基体中分布都是
影响这些复合材料切削加工性的因素。虽然立方氮化硼(CBN)、氧
化铝、氮化硅、碳化钨(WC)被用来作为切削刀具材料，但较常用的
刀具材料是多晶金刚石(PCD)。加工颗粒增强MMC时，切削速度、进
给量和背吃刀量对刀具寿命和被加工金属的表面粗糙度有着相似的
影响，但也注意到陶瓷增强颗粒会从基体中剥离，滚移到切削刀具
前面，从而通过已加工表面时压划出沟槽。
