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具有自潤滑功能的金屬結合劑立方氮化硼砂輪的制作新方法
來源:國際新技術資料網
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作者:歐陽華
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發布時間: 2015-06-01
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現有技術問題
由CBN磨料制作的各種砂輪已被用于鎳基高溫合金的高效精密磨削加工，以替代傳統的剛玉磨料砂輪。但由于鎳基合金屬于典型的高強韌性難加工材料，在采用普通CBN砂輪對其進行高效磨削時，若不能采取相應的配套措施確保加工弧區始終保持優異的潤滑狀態，工件與磨粒之間的強烈摩擦作用將導致加工表層材料與砂輪發生高溫粘附，引起工件磨削燒傷。此外， 磨削高溫也使得CBN磨粒易受到熱損傷，造成砂輪鈍化快、損耗大、壽命不理想，這將嚴重制約CBN超硬磨料砂輪加工潛能的充分發揮。
近年來，人們也陸續開發了一系列新型綠色冷卻技術，如MQL、低溫氣動噴霧冷卻、水蒸氣冷卻、C02氣體冷卻等。盡管這些新型冷卻技術已在難加工材料的車削、銑削等切削加工中得到少量應用，取得了一些成果，但在磨削加工中的應用一直未見顯著成效。原因主要在于，在往復磨削過程中，由于砂輪高速旋轉產生的"氣障"阻礙了磨削液或氣流等冷卻介質進入弧區，因而加工區實際上仍處于近似的干磨削狀 態。雖然內冷卻砂輪可在一定程度上克服冷卻介質無法進入磨削弧區的缺陷，但目前仍難以投入實用。
新研制一種具有自潤滑功能的金屬結合劑立方氮化硼砂輪的制作方法。是將具有潤滑功能的粉末顆粒引入含Ti合金中以共同組成砂輪結合劑層材料，并制作砂輪成型毛坯；再將毛坯放入加熱爐中進行真空液相活化燒結， 制作出自潤滑金屬結合劑立方氮化硼（CBN)砂輪。
新技術原理及優點是向立方氮化硼（CBN)砂輪的金屬結合劑層引入具有潤滑功能的六方氮化硼 (HBN)顆粒，可以利用磨削加工過程中的機械滑擦和擠壓作用促使HBN顆粒釋放成膜，從而顯著增強砂輪與工件之間的潤滑行為，減少磨削生成熱，降低磨削 溫度，提高加工質量，促進立方氮化硼超硬磨料砂輪磨削潛能的充分發揮。六方氮化硼（HBN)顆粒可與結合劑層的含Ti合金在真空液相活化燒結過程中發生化學反應，形成具有較好力學性能的界 面微觀過渡結構，確保兩者之間優異的物理匹配性和化學相容性。六方氮化硼還可顯著增強潤滑膜與CBN磨粒之間的附著力，避免因潤滑組元特性選擇不當而造成潤滑膜難以成膜鋪展或潤滑膜在磨粒表面保持能力差、容易破損脫落等不利現象。
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