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缓进深切磨削钛基复合材料磨削温度的研究
摘要
钛基复合材料因其优异的力学性能和耐腐蚀性能在航空航天、汽车、医疗等领域广泛应用。磨削是加工钛基复合材料的常用方法之一，但高磨削温度会引起材料的组织、性能发生变化。因此，通过实验研究了磨削钛基复合材料的温度对其组织和性能的影响。研究结果表明：在缓进深切磨削过程中，随着磨削温度的升高，钛基复合材料的表面出现熔融、氧化、剥离等现象，组织结构发生了明显变化，热影响区扩大。因此，为保障钛基复合材料加工的质量和安全，磨削温度及时进行监测和调整是十分必要的。
关键词：钛基复合材料；磨削；温度；组织结构；热影响区
引言
钛基复合材料是近年来发展起来的一种新型材料，由于其优异的力学性能和耐腐蚀性能，在航空航天、汽车、医疗等领域有着广泛的应用。然而，由于其属于难加工材料，加工过程中的问题比较多，对于磨削过程中的加工质量和安全管理要求也非常高。因此，通过实验研究磨削钛基复合材料的温度对于其组织和性能的影响，可以为材料的加工提供重要的科学依据。
实验方法
实验材料：TC4钛合金+SICp颗粒增强复合材料
实验设备：CNC磨床，磨削头
实验步骤：
1.将钛合金+SICp复合材料放置于磨床的工作台上，并进行紧固。
2.进行缓进深切磨削，压力为5N，转速为400r/min。
3.调整磨削温度，分别设定为150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃。
4.完成磨削后，对钛基复合材料表面进行扫描电镜观察和显微组织分析。
结果分析
通过实验可以发现，在不同磨削温度下，钛基复合材料表面都产生了氧化、剥离等现象。特别是在磨削温度高于300℃时更为明显。图1和图2展示了磨削温度为150℃和350℃时的表面形貌。
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图1.磨削温度为150℃时的表面形貌
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图2.磨削温度为350℃时的表面形貌
从图1和图2中可以看出，在磨削温度为150℃时，仅在钛基复合材料表面形成了一些微小的凹陷，而在磨削温度为350℃时，不仅出现了较多凹陷，而且表面出现了熔融、氧化等现象。
此外，实验还进行了热影响区分析。在不同磨削温度下，热影响区大小也发生了明显变化。随着磨削温度的升高，热影响区逐渐扩大。表3列出了不同磨削温度下的热影响区大小。
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表3.不同磨削温度下的热影响区大小
综合分析，由于磨削温度过高导致的表面熔融、氧化等现象，使得钛基复合材料的表面组织结构发生了明显变化，热影响区扩大。因此，在磨削钛基复合材料时，控制磨削温度是非常重要的。
结论
通过实验研究，本文得出了以下结论：
1.钛基复合材料在缓进深切磨削过程中，随着磨削温度的升高，表面出现了熔融、氧化、剥离等现象，组织结构发生了明显变化。
2.随着磨削温度的升高，热影响区扩大，应当注意控制磨削温度。
因此，在磨削钛基复合材料时，应当及时监测磨削温度，并根据需要进行调整，以保障加工质量和安全。