磨削鈦合金用陶瓷結(jié)合劑CBN磨具的研究.pdf

1、鈦合金在航空、航天、兵器、艦船、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用,但它卻是一種典型的難加工材料,在磨削加工過程中存在許多問題,主要有磨削力大、磨削溫度高、加工質(zhì)量差、砂輪粘附嚴(yán)重、使用壽命短等,使工件的工作可靠性和使用壽命都大大降低,極大地阻礙了鈦合金的應(yīng)用。這些問題的根源在于:和其他金屬相比,鈦合金具有非常低的導(dǎo)熱系數(shù),磨削過程中產(chǎn)生的大量熱量聚集在磨削弧區(qū)。陶瓷結(jié)合劑CBN磨具以其特有的優(yōu)勢(shì),成為加工鈦合金的最佳工具,但是陶瓷結(jié)合

2、劑存在脆性大、韌性差、熱導(dǎo)率低的問題。基于以上情況,為了制備出具有高熱導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)、高機(jī)械強(qiáng)度的陶瓷結(jié)合劑,本課題主要從以下兩個(gè)方面對(duì)磨削鈦合金所用的CBN磨具及陶瓷結(jié)合劑進(jìn)行深入地研究,以B2O3-Al2O3-SiO2-R2O-ZnO作為基礎(chǔ)陶瓷結(jié)合劑,首先探討了基礎(chǔ)陶瓷結(jié)合劑的組成、燒結(jié)工藝對(duì)陶瓷結(jié)合劑及CBN磨具性能的影響,確定性能優(yōu)異的陶瓷結(jié)合劑基礎(chǔ)配方;其次探討了不同添加劑種類、含量對(duì)陶瓷結(jié)合劑及CBN磨具性能的影響。<

3、br>　　研究結(jié)果表明:不同Li2O/Na2O質(zhì)量比、ZnO含量對(duì)陶瓷結(jié)合劑及CBN磨具的性能有很大的影響。當(dāng)Li2O/Na2O質(zhì)量比為0.3,ZnO含量為2wt.％時(shí),陶瓷結(jié)合劑及CBN磨具具有最佳的性能。其中,預(yù)熔后的基礎(chǔ)陶瓷結(jié)合劑的耐火度為666℃,770℃下的流動(dòng)性是258.09%,熱導(dǎo)率為0.74W/m?K,磨具試條的抗折強(qiáng)度為62.35MPa。不同添加劑種類(AlN、Al、Cu、石墨)、含量會(huì)對(duì)陶瓷結(jié)合劑的耐火度、流動(dòng)性、熱

4、導(dǎo)率以及磨具試條的抗折強(qiáng)度、微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響。在這幾種添加劑中,加入8wt.%的石墨時(shí),陶瓷結(jié)合劑的熱導(dǎo)率達(dá)到最大,為1.9W/m?K,增加超過150%,但是加入石墨后,陶瓷結(jié)合劑的耐火度大幅上升,流動(dòng)性大幅下降,?；潭茸儾?磨具試條的機(jī)械強(qiáng)度也惡化嚴(yán)重。加入6 wt.%Cu粉后,陶瓷結(jié)合劑的耐火度略有升高,流動(dòng)性有少許下降,熱導(dǎo)率增加近55%,磨具試條的抗折強(qiáng)度達(dá)到最大值,為71.88 MPa。添加Al粉后,陶瓷結(jié)合劑的熱學(xué)性