碳纤维复合材料怎么加工，用什么材质刀具切削加工？

碳纤维复合材料是一种机械性能优异的新材料，由有机纤维经过一系列热处理转化而成，碳含量高于90%。它具有碳材料的固有特性和纺织纤维的柔软性和可加工性。它是新一代增强纤维。

碳纤维复合材料的优点和特点

1.高强度(是钢的5倍)

2.优异的耐热性(能承受2万℃以上的高温)

3.优异的抗热冲击性

4.低热膨胀系数(变形小)

5.热容量小(节能)

6.比例小(钢的1/5)

7.优异的耐腐蚀性和辐射性

碳纤维复合材料的应用

随着各行各业对轻质材料和卓越材料的追求越来越高，碳纤维和碳纤维复合材料的应用越来越广泛，如航空航天、医疗设备、汽车工业等领域。

1、航空航天

碳纤维复合材料可用于航空航天领域的飞机和民用飞机。例如，近50%的碳纤维复合材料用于波音787中的结构材料，包括机身和机翼。

2、工业领域

碳纤维复合材料用于风力发电的风机叶片、碳纤维汽车的汽车传动轴、发动机罩、上下悬架臂等。

3、体育器材

碳纤维复合材料用于体育休闲羽毛球拍、网球拍、高尔夫球杆等。

4、3C领域

碳纤维复合材料不仅具有镁铝合金的坚固特性，而且具有ABS工程塑料的高可塑性。强度和导热性优于ABS塑料，又是一种导电材料，能起到类似金属的屏蔽作用，耐磨性好。

碳纤维复合材料的加工难点

在碳纤维复合材料的加工过程中，基质材料和纤维具有复杂的内部作用。碳纤维的密度小于金属材料，强度大于大多数金属。由于其不均匀性，在加工过程中会出现拉丝和分离。碳纤维复合材料的切割过程是碳纤维断裂的负载过程。工件与切割工具之间的摩擦加热会产生切割热，切割过程中不能使用冷却液，因此切割热不能迅速分散，热量传递到工具上，加工切割工具的磨损。

碳纤维复合材料对刀具的磨损非常严重。工件在刀具上加工时，表面接触较大。在加工过程中，长期磨损和振动偶尔会使刀具上的硬颗粒分离，从而形成刀具磨损。

碳纤维复合材料如何选择刀具材料加工？

碳纤维复合材料加工刀具材质与硬质合金、金刚石涂层刀具、聚晶金刚石（PCD）刀具。

(1)硬质合金刀具采用YG类添加TaC或NbC超细颗粒硬合金具有良好的耐热性和抗氧化性，但在加工碳纤维复合材料时，刀具磨损严重，零件外表面粗糙，有撕裂痕迹。切割过程中需要频繁更换刀具和磨刀，加工效率低，对操作人员要求高，质量不稳定，不能满足产品的批量生产要求。

(2)硬质合金整体刀具或金刚石涂层刀具PCD在刀片基体上涂上金刚石，如华菱品牌cvd金刚石涂层刀具不仅具有金刚石的高硬度和耐磨性，而且能在较长的加工周期内保持原刀具的几何结构，保证加工效果。

(3)聚晶金刚石刀具是目前碳纤维复合材料加工的理想刀具。PCD的硬度可达9000HV，它是硬质合金的4~6倍，耐磨性高是硬质合金的几百倍)，比如华菱超硬CDW025/CDW302材料，耐磨性好，保持锋利的刃口，能有效切断纤维，保证较高的表面光洁度，减少刀具、抛光等辅助时间，降低操作人员的劳动强度，大大提高生产效率。