单颗CBN磨粒超声振动辅助磨削AISI 304材料去除机理

为了解释超声作用下磨粒切削材料的去除机理,对单粒磨削过程进行了分析,建立了未变形切削厚度和磨粒与试件的固定速度比(vs/vw)的数学模型.在AISI 304试件上进行了固定速度比的普通磨削(conventional grinding,CG)、切向超声振动辅助磨削(tangential ultrasonic vibration assisted grinding,TUVAG)以及径向超声振动辅助磨削(radial ultrasonic vibration assisted grinding,RUVAG)的单颗粒试验.结果表明,在固定速度比条件下,试件在CG与TUVAG作用下都是以塑性变形的形式去除,但超声辅助显著提高了材料去除率.试件在RUVAG作用下材料的去除方式与未变形切削最大厚度agmax的值息息相关.agmax小于0.8μm时,试件表现为脆性断裂的形式去除;之后随着agmax逐渐增大,试件转变为塑性变形的形式去除.

自润滑金属结合剂CBN砂轮干式磨削特性分析

针对钛合金难磨削加工性,提出了自润滑金属结合剂砂轮,综合液相烧结与钎焊工艺制备了自润滑金属结合剂立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,CBN)砂轮,分析了砂轮强度和微观组织,完成了自润滑CBN砂轮与碳化硅砂轮干式磨削钛合金的性能试验。通过砂轮磨损、工件表面形貌、金相显微组织和显微硬度等特性研究表明:自润滑CBN砂轮干式磨削钛合金切削性能明显优于绿色碳化硅砂轮,在vs=15m/s,vw=2m/min,ap=0.025mm磨削条件下,自润滑金属结合剂砂轮具有较好的磨削性能。

CBN砂轮在航空发动机零件高效精密加工中的应用

分析了航空发动机零件磨削加工的特点及现状,综述了砂轮在航空领域高效精密磨削中的研究进展,介绍了CBN砂轮制备技术的突破,指出了CBN砂轮在航空发动机零件的高效精密加工中具有广阔的应用前景,并提出了推广应用中存在的问题。

树脂结合剂CBN砂轮表面状态对磨削比的影响

针对树脂结合剂ＣＢＮ砂轮表面状态的评价参数，试验研究了ＣＢＮ砂轮表面磨粒凸出高度和容屑比对磨削比的影响．研究结果表明，使用树脂结合剂ＣＢＮ砂轮磨削时获得高磨削比的前提条件之一就是要避免发生磨削烧伤。在现有机床条件下，只要ＣＢＮ砂轮修整得当，砂轮表面具有合适的磨粒凸出高度和容屑空间，可以得到较高的磨削比．

纯PCBN高压烧结行为与工艺规律

采用粒度为10μm的纯cBN微粉在不同的高压烧结工艺参数(烧结压力、温度和时间)下制备了纯聚晶立方氮化硼(PCBN)烧结体。利用扫描电镜观察了PCBN烧结体的微结构,并测试了其耐磨性和抗压强度,进而讨论了压力、温度和烧结时间对纯PCBN烧结体性能的影响规律。结果表明:对纯PCBN烧结体性能影响最大的因素是烧结压力,其次是烧结温度和时间;在本实验条件下,当压力为9GPa、温度为1 700℃和烧结时间为240s时,高压烧结得到的纯PCBN烧结体样品性能最优,其磨耗比为10 200,抗压强度为2.52GPa。

微波–熔盐热处理在CBN表面形成TiN类石墨烯晶体

用Ti和CBN粉体,通过微波–熔盐处理法在CBN表面反应生成氮化物材料,利用XRD、SEM和EDS对涂层的化学组成、相组成和微观结构进行分析和表征。结果表明:经过熔盐处理,在CBN表面形成TiN、Ti_2N、TiN_(0.3)和TiB_2组织。粗粒度的CBN表面形成的涂层厚度约2.8μm,涂层表面有许多微小孔洞;当CBN较细时,CBN表面形成纳米花蕾状组织,花蕾状涂层组织由许多氮化钛纳米棒和片状组织构成。此外,CBN颗粒间还存在许多TiN类石墨烯晶体组织,厚度约40~90nm。

准八面体CBN单晶的合成研究

通过对原料、触媒及合成工艺的研究，采用国产DS-029B型六面顶压机在4．2—5．3GPa，1350。1470℃的范围内，从hBN-单质触媒体系中合成出近乎完美的黑色八面体和截角八面体立方氮化硼单晶体。确定了该种形态的CBN晶体的生长区域。CBN晶体的尺寸在100—400μm，峰值粒度为125—150μm。对所得的晶体进行考察，发现这种CBN晶体结晶形貌发育比较完整、棱角尖锐、晶粒饱满，并且有较高的抗压强度。上述结果表明所用的单质触媒具有使CBN晶体均匀生长的能力，是一种合成CBN晶体的有效触媒，该种CBN晶体具有较好的破碎强度。

金刚石-cBN-硬质合金复合柱齿的理论分析

通过多种分析手段对所研制的金刚石 -立方氮化硼 (cBN) -硬质合金超硬复合柱齿进行了深入的研究分析 ,得出了由于B的烧结促进和强化作用、Ni-P的活化烧结作用以及cBN加入 ,大大提高了超硬复合柱齿的性能 ,同时还分析指出 ,在金刚石与基体合金之间存在过渡区 ,该过渡区能有效地保护金刚石免受高温损伤 ,另外 ,该过渡区还大大增强了基体与金刚石之间的结合强度 .

淬火钢高速精加工用PCBN刀具材料的研究

介绍了一种低CBN含量的淬火钢精加工用PCBN刀具新材料的制备方法,确定了由细粒度CBN微粉和陶瓷成分为主要结合剂的材料的组分配比、组装结构和合成工艺参数。通过SEM电镜扫描、硬度和致密度检测手段对PCBN刀具材料的微观组织结构和性能进行了分析研究,分析结果表明制备的PCBN刀具材料具有很高的硬度和致密度,微观组织结构均匀、致密。最后通过切削加工试验验证了制备的PCBN刀具材料具备良好的耐磨性,工件表面加工质量说明本文制备的PCBN刀具材料适合淬火钢的精加工。

树脂结合剂CBN砂轮磨削力的试验研究

针对树脂结合剂ＣＢＮ砂轮表面状态的表征参数，试验研究了ＣＢＮ砂轮表面磨粒凸出高度和容屑比对磨削力的影响，以及ＣＢＮ砂轮磨削过程及磨削深度对磨削力的影响。分析了ＣＢＮ砂轮磨削过程中的磨削力特性．

一种CBN径向珩齿刀的理论廓形及其渐开线拟合研究

提出了用于外啮合齿轮珩齿加工的一种CBN径向珩齿刀,其基体的设计理论及其渐开线拟合是关键技术。通过应用空间啮合原理,推导出了斜齿珩齿刀与直齿齿轮的啮合方程,得到了这种珩齿刀的端面理论廓形,分析表明,此类刀具的端面理论廓形并不是渐开线;对其廓形进行了渐开线拟合,采用最优化方法计算了不同轴交角的渐开线参数,计算表明,把砂轮轴向廓形整修成具有一定压力角的直边,就可以磨出所拟合的全部渐开线刀齿面。加工珩齿刀基体时,根据修正后的压力角调整机床安装角,即可磨出符合要求的珩齿刀的基体。本研究为珩齿加工刀具提供了新的设计制造方法,对实际生产具有指导意义。

硼铸铁汽车引擎汽缸套切削加工用PCBN刀具材料的制备与切削性能研究

介绍了一种硼铸铁汽车引擎汽缸套切削加工用PCBN刀具材料的制备方法,并对PCBN刀具材料配比、合成块组装以及烧结工艺参数进行了探讨。结果表明,PCBN刀具材料显微硬度为3 669HV、抗冲击次数63次、抗弯强度906 MPa、磨耗比8 858,证明PCBN刀具材料具有良好的力学性能,在铸铁类零件的加工中有很好的应用前景。通过硼铸铁汽缸套切削加工试验,验证了合成的PCBN刀具材料具有良好的耐磨性,以此刀具加工硼铸铁类零件的表面粗糙度可达0.486μm。

加工烧结合金和铸铁的整体PCBN刀具的研制

博特PCBN刀具广泛应用于切削淬火钢、铸铁和烧结铁合金(sintered powder metal,简称PM材料)等硬质黑色金属材料,能提高生产效率和降低生产成本。针对烧结铁合金的加工性能差的特点,博特公司再次成功开发了整体CBN刀具BN-S100,与其他产品相比,CBN颗粒含量高达90%以上,CBN颗粒之间的结合更加牢固,极大的提高了CBN刀具的使用寿命与工件加工的表面光洁度,同时,也非常适合加工其它硬质黑色金属材料。

cBN烧结体工具的最新动向及其适用事例

通过特殊陶瓷黏结材料将cBN粒子烧结成专用于淬火钢加工的cBN烧结工具是在1977年被首次开发出来的。自产品化以来,cBN烧结体工具在以淬火钢为主的铁类难切削材料的切削加工方面被广泛应用。由于cBN烧结体工具与传统的超硬以及金属陶瓷、陶瓷工具相比较具有加工使用寿命长的优点,现在其使用范围正在扩大。在淬火钢切削领域,由于在减少磨屑等工业废弃物以及引起地球温暖化的耗电量等环境问题方面的意识的提高,cBN烧结工具正在被更积极引入。特别是近来,随着淬火钢部件的多样化以及高性能的需求提高,对于cBN烧结体工具的期待也更加迫切。市场期望着能进行更高速高效以及高品质加工的新材质新方法的开发。本文将对特殊陶瓷涂膜的cBN烧结体工具,最新的cBN烧结体材料的特征,以及对于淬火钢加工时如何将这些材料发挥至最佳性能的最新加工方法进行论述。

超高频感应连续钎焊立方氮化硼磨粒的界面反应机理

采用超高频感应连续钎焊工艺,在不同扫描速度条件下实现了立方氮化硼(CBN)磨粒、Ag-Tu-Ti合金以及基体三者之间的钎焊连接。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)观察钎焊后的CBN磨粒界面新生化合物形貌。结果表明:随着扫描速度的变化,在CBN磨粒表面生成颗粒状TiN化合物以及针状和六棱柱状的TiB2化合物。其中,TiN尺寸为100 nm左右,而TiB2尺寸小于200 nm。在超高频感应连续钎焊CBN磨粒表面首先生成颗粒状TiN层,然后在TiN层外围形成柱状TiB2层,最终形成CBN/TiN/TiB2/钎料结构。当扫描速度为0.5 mm/s时,可以获得较好的界面新生化合物层结构。

立方氮化硼刀片车削粉末高温合金的刀具磨损

研究了用立方氮化硼 (CBN)刀片车削粉末高温合金的刀具磨损特征及刀具磨损机理。对精车和半精车而言 ,CBN是车削粉末高温合金的一种理想刀具材料 ,它不仅可保证高的加工精度 。

聚晶立方氮化硼刀具及其制造技术综述

首先介绍了聚晶立方氯化硼（ＰＣＢＮ）刀具的优异性能及其应用领域。然后从几个方面综述了ＰＣＢＮ刀具制造的关键技术及其发展现状。

聚酰亚胺树脂/立方氮化硼砂轮的制备及其磨削性能

对立方氮化硼(CBN)磨粒和聚酰亚胺(PI)树脂进行热压固化成型和后续热处理,制备了PI树脂/CBN砂轮,用热重-差示扫描量热分析仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜、磨削试验设备及力学性能试验机等研究了PI树脂的固化反应机理、PI树脂/CBN砂轮的制备工艺及磨削性能。结果表明:试验所用PI树脂的固化反应存在线型与体型聚合两个固化反应放热峰,峰值分别在140℃与235℃;PI树脂/CBN砂轮能够精密磨削淬火45钢,磨削后表面粗糙度达到0.19μm,磨削比为775,在相同磨削条件下比酚醛树脂/CBN砂轮的耐用性更佳。

Ti_3AlC_2陶瓷结合剂/立方氮化硼复合材料的自蔓延法制备及其组织结构

以Ti、Al、C粉、立方氮化硼磨料为原料,采用自蔓延高温合成法制备Ti3AlC2陶瓷结合剂立方氮化硼复合材料。研究Al的摩尔量、CBN浓度对复合材料制备的影响。通过XRD、SEM、EDS表征方法,对制备的复合材料进行物相及组织结构分析。研究结果表明:添加CBN浓度25%的3Ti/1.2Al/2C的试样,自蔓延反应生成的Ti3AlC2较多,且晶体发育良好。CBN参与Ti-Al-C体系的反应,在CBN表面与基体之间形成了硼化物、氮化物的过渡层,实现了磨料与结合剂的化学键合,提高了基体对磨料的把持力。

立方氮化硼-碳化钨-钴复合材料制备工艺的改进

采用热压烧结方法在温度1380℃、保温60min、烧结压力30 MPa条件下制备了立方氮化硼(CBN)颗粒体积分数为30%的WC-10Co超细硬质合金复合材料,用化学气相沉积法对立方氮化硼进行了表面镀金属钛膜预处理。对复合材料的组织结构、密度、抗弯强度等性能进行了研究。结果表明:得到的烧结体的相对密度可达到94.2%,弥散立方氮化硼颗粒与超细硬质合金基体之间没有明显的间隙,CBN-WC-10Co复合材料的抗弯强度为750 MPa,WC的平均晶粒尺寸为400 nm;得到了组织结构均匀、力学性能优良的CBN-WG-10Co复合材料。