復合材料及其切削加工

復合材料是由兩種或兩種以上的不同性能、不同狀態的組分材料，通過復合工藝組合而成的一種多相材料。它既保留原組分材料主要特色，又通過復合效應獲得原組分所不具備的性能。本文主要介紹了復合材料及其切削加工。復合材料由基體相（環氧樹脂、不飽和聚酯、呋喃樹脂、聚酰亞胺、有機硅樹脂及高性能熱塑性樹脂等）、增強相（玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維、晶須及芳切削工具綸等）和界面相（聚合物基復合材料界面、金屬基復合材料界面及陶瓷基復合材料界面等）組成。

（1）按增強體的幾何形態分。①連續纖維增強復合材料，包括單向纖維、無緯布、二維織物、多向編織和混雜銑刀復合材料。②短纖維復合材料，如晶須和無規則短纖維混合復合材料。③顆粒增強復合材料，可分為彌散增強復合材料（粒徑0。01～0。1μm）和粒子增強復合材料（粒徑0。01～0。1μm）。④薄片增強復合材料，其增強體為長與寬相近似的薄片。（2）按增強纖維種類分。①玻璃纖維增強復合材料。②有機纖維增強復合材料銑床夾具（芳香族聚酰胺纖維、芳香族聚酯纖維和高強度聚烯烴纖維等）。③碳纖維復合材料。④金屬纖維復合材料（鎢纖維、不鏽鋼絲等）。⑤陶瓷纖維（氧化鋁、碳化硅及碳化硼等纖維）。（3）按基體材料分。①聚合物基復合材料PMC，有機聚合物（熱固性和熱塑性樹脂及橡膠）。②金屬基復合材料MMG，如鋁基、鈦基和銅基復合材料。③無機非金屬復合材料CMC、陶瓷材料（玻璃、水泥和碳等）。（4）按材料使用功能分。①結構復合材料，主要用作支撐結構使用。②功能復合鑽石刀片材料，它具有某種物理化學特性，如聲、光、電、熱、磁、耐腐蝕、阻尼、摩擦或換能等。

聚合物基復合材料的性能特點：（1）比強度、比模量高。（2）耐疲勞性好，破損安全性高。大多金屬材料的疲勞強度極限是拉伸強度的30%～50%，而碳纖維/環氧復合材料是70%～80%。而破損斷裂不會像金屬那樣突然發生，在短期內不會失去承載能力。（3）阻尼減振性好。吸收振動能量使振動阻尼很高。（4）具有多功能性。瞬時耐高溫、耐燒蝕好、電絕緣性、高頻介電性好及良好的摩擦性能等。（5）工藝性好。