磨料電化學射流加工SiCp/Al復合材料仿真和試驗*

（南京航空航天大學機電學院，南京 210016）

碳化硅顆粒增強鋁基復合材料（SiCp/Al）是航空航天、光學精密儀器和電子產品部分結構的理想材料，極具推廣應用價值[1–2]。由于SiCp/Al中包含大量的高硬度SiC 顆粒，使用機械加工工藝去除該類復材會面臨嚴重的刀具磨損現象[3–4]。因此，利用特種加工工藝進行SiCp/Al 復材的去除加工越來越受到關注，如電火花加工（EDM）、激光加工（LBM）、電化學加工（ECM）和磨料水射流加工（AWJ）等。

電化學射流加工技術（Electrochemical Jet Machining,ECJM）是電化學加工方法的一個分支，它通過電解液束蝕除金屬材料，適用于金屬表面微小特征的加工，如凹槽、流道和微型腔[5–8]。Bisterov 等[7]嘗試運用計算機輔助制造軟件結合ECJM 加工設備在金屬表面上制造出較為復雜的表面結構。Martin 等[8]利用100μm 直徑射流、100μm 加工間隙、質量分數30%的硝酸鈉電解液進行了不銹鋼材料的電解射流車削加工研究。在SiCp/Al 材料加工方面，Hackert-Osch?tzchen 等[9]利用中性電解液對低體積分數（5% 和10%）SiCp/Al 復材的電化學射流加工進行了探索。

磨料電化學射流加工（Abrasive Electrochemical Jet Machining,AECJM）是一種復合加工方法[10]，它將電化學射流加工和磨料水射流加工復合在一起達到高效去除金屬材料的目的。在電化學射流中添加磨料的優點在于，磨料的高速沖擊能夠破壞工件表面的氧化層，加快金屬表面的電化學反應，提高材料去除速率。AECJM 的加工成形能力與ECJM 相似，主要包括微槽、微型腔及微坑等。Zhao[11]、Liu[12]等研究了AECJM 在304 不銹鋼材料表面加工復雜微槽的能力，分析了加工電壓、加工間隙和磨料濃度等工藝參數對槽深和槽寬的影響規律。……