cBN磨具用陶瓷結(jié)合劑的研究.pdf

1、陶瓷結(jié)合劑cBN（立方氮化硼）磨具具有磨削力強(qiáng)，高速加工時(shí)不燒傷工件，可修整且耐用等優(yōu)點(diǎn)，是目前理想的高速、高效和高精度的磨削工具，尤其是在加工黑色金屬及其合金方面具有無與倫比的優(yōu)勢。因此，研究高性能cBN磨具用陶瓷結(jié)合劑具有重要的意義。
　　本文以SiO2-Al2O3-B2O3-R2O-RO系玻璃為基礎(chǔ)，利用紅外光譜分析、X射線衍射分析、掃描電子顯微鏡、熱膨脹系數(shù)和力學(xué)性能測試等手段研究了(Na2O+Li2O)與SiO2的摩爾比

2、(堿硅比)對陶瓷結(jié)合劑結(jié)構(gòu)與性能的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，研究了外加 MgF2、β-鋰輝石或 AlN對基礎(chǔ)陶瓷結(jié)合劑力學(xué)性能、熱膨脹系數(shù)、物相組成、微觀結(jié)構(gòu)等的影響規(guī)律。最后，探討了陶瓷結(jié)合劑堿硅比、cBN粒度對cBN磨具氣孔率、顯微結(jié)構(gòu)、抗彎強(qiáng)度和磨削性能的影響。
　　研究結(jié)果顯示，陶瓷結(jié)合劑配方組成中的堿硅比對其熔融程度、[SiO4]、[BO3]和[BO4]等基團(tuán)的結(jié)合、玻璃相含量等均有影響；陶瓷結(jié)合劑的耐火度隨著堿硅比的增大而

3、降低。堿硅比為0.12時(shí)，陶瓷結(jié)合劑在680℃燒結(jié)后的抗彎強(qiáng)度最高，達(dá)到了152 MPa。隨著堿硅比的增大，陶瓷結(jié)合劑燒結(jié)體的最佳燒結(jié)溫度及其抗彎強(qiáng)度逐漸降低；顯微硬度總體上呈逐漸降低的趨勢，熱膨脹系數(shù)呈逐漸上升的趨勢，但會(huì)受燒結(jié)體的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)影響。
　　陶瓷結(jié)合劑燒結(jié)體的熱膨脹系數(shù)隨AlN添加量的增大而逐步降低，但添加β-鋰輝石、MgF2時(shí)卻影響不大。添加 AlN和β-鋰輝石使燒結(jié)體的抗彎強(qiáng)度降低，而添加MgF2卻使其有

4、所提高，當(dāng)MgF2含量為8 wt％時(shí)，抗彎強(qiáng)度達(dá)到最大值153 MPa，比未添加時(shí)提高了10%。
　　陶瓷結(jié)合劑的堿硅比對 cBN磨具的抗彎強(qiáng)度、氣孔率和磨削性能影響較大。堿硅比由0.12逐步增大到0.16、0.20時(shí)，cBN磨具的最高抗彎強(qiáng)度和氣孔率逐步降低，分別為77、70、60 MPa和19.78、15.94、12.14%；堿硅比為0.16時(shí)，cBN磨具的磨削性能最好。cBN磨具的抗彎強(qiáng)度和磨削性能隨著所用cBN磨料的粒度增