李 爽 牛秋林 李常平 余 振 Ko TaeJo，

（1 湖南科技大学机电工程学院，湘潭 411201）

（2 岭南大学机械工程学院，Gyeongsan-si，Gyeongsangbuk-do，韩国）

文 摘 在加工过程中，相反的两相特性增加了SiCp/Al 复合材料加工难度，难以获得良好的表面质量。为了提高其切削性能，本文开展20vol%SiCp/Al 复合材料铣削加工试验研究，比较常温和低温条件下TiAlN 涂层和TiAlSiN 涂层两种铣刀的切削性能。结果表明，在低温条件下，两种刀具的切削力增加，铣削后表面铝基体的开裂及剥落等缺陷均显著改善，加工表面损伤减小且粗糙度降低，低温铣削能获得更好的表面质量。此外，在常温与低温条件下TiAlSiN涂层比TiAlN涂层铣刀的切削力小，低温条件下TiAlSiN涂层铣刀表面完整性和切屑形貌优于TiAlN涂层铣刀。

0 引言

SiCp/Al 具有优良的力学强度、韧性、耐磨性等，受到了航空航天、汽车制造业等高新技术领域的广泛关注［1-2］。在加工过程中，铝基体发生塑性变形，硬脆SiC 颗粒则发生弹性变形、脆性破坏，相反的两相特性增加了SiCp/Al 复合材料加工难度，难以获得良好的表面质量［3-4］。研究结果表明，表面质量取决于增强体的形状、尺寸、含量以及切削过程中SiC 颗粒的断裂和去除方式［5–9］。此外，由于基体材料的塑性变形，在颗粒周围产生的空隙和裂纹也会影响表面质量。这些缺点将对SiCp/Al复合材料的许多关键部件的最终性能产生不利影响，阻碍其在实际中的广泛应用。

SiCp/Al 复合材料的加工一般采用干切削，切削热成为影响加工质量的关键因素。以液氮作为冷却介质的低温加工是一种清洁切削技术，在提高难加工材料的表面质量与加工效率等方面具备独特优势［10-12］，已用于提高难加工材料（如钛［13］、石英纤维复合材料［14］和芳纶纤维复合材料［15］）的加工质量和表面完整性。……