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陶瓷材料钻孔加工专用装备设计毕业论文.doc

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陶瓷材料钻孔加工专用装备设计毕业论文.doc

本科毕业设计说明书(论文)第1页共35页1绪论工程陶瓷具有高硬度、低密度、高动态压缩强度等特点[1]。陶瓷材料在机械加工成型过程中受工艺条件的限制,无法准确预留用于装配的各种孔、槽、边,另外在其具体应用中,因结构复杂或焊接时存在误差等因素,本课题研究的工程陶瓷均属于难加工材料,材料性能和加工机理相差极大,成型后加工更加困难。某些特种加工方法虽能部分地克服加工中存在的一些问题,但都有一定的适用范围或加工缺陷,并且价格昂贵、成本高。成型后的加工缺陷往往会导致陶瓷材料的防护性能和连接强度降低,甚至会使构件报废而造成较大的经济损失。国外在这方面的研究起步较早,技术力量相对较强。我国对这方面的研究尚处于起步阶段,现有的陶瓷材料制造技术存在制品质量的一致性和可靠性难以保证、加工表面质量差、尺寸控制困难、刀具磨损快,生产效率低等一系列问题,在一定程度上制约了材料在防护领域的推广和应用[2~4]。本课题从加工的经济性、实用性、易操作性着手,采用常规的加工方法进行加工。课题的研究将有助于提高难加工材料的加工水平,增强对陶瓷材料的认识、丰富学科内容,对推动高性能陶瓷材料在我国航天、航空、汽车、船舶、核工业等领域的进一步应用提供重要的技术支撑[5][6]。工程陶瓷主要有氧化铝(Al2O3)、氧化铍(BeO)、碳化硼(B4C)、二硼化钛(TiB2)、碳化硅(SiC)和氮化硅(Si3N4)等[7][8]。它们的主要性能指标见表1.1。从表1.1可以看出,这些陶瓷材料都具备高强度、高硬度、高韧性、低密度的特性,即“三高一低”。B4C的密度最低、硬度最高,主要用于对质量要求极严格的飞行器、车辆、舰船等。如美国黑鹰式直升机乘员座椅采用了B4C和“凯芙拉”陶瓷材料。Al2O3具有烧结性能好、制品尺寸稳定、粗糙度低、价格便宜等优点,应用广泛,将来有望用于气垫船上。SiC的密度在B4C和Al2O3之间,比Al2O3轻20%,硬度和模量较高,价格比B4C低得多。TiB2密度较高,硬度和模量也高,用于战车的防护面板,可防大口径弹的侵袭。氮化硅和氮化铝陶瓷也是性能优异的防护材料。在美国已用于装备直升机。本科毕业设计说明书(论文)第2页共35页表1.1几种常用陶瓷的性能种类密度/gs-1弯曲强度/MPa氧化铝3.60~3.9512~183.0~4.5300~4509.5~11.6200~400氧化锆增韧氧化铝4

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