陶瓷CBN砂轮

CBN的硬度高于普通磨料。高硬度意味着切削能力更强、更锋利；CBN有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损；保持磨粒形状的能力是CBN作为高性能磨料的主要特性之一；CBN的抗压强度很高，这意味着在恶劣的条件下使用时它能保持颗粒完整而不易破碎;CBN有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。

1、高硬度、高韧性立方氮化硼（CBN）是人类合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料远远高于普通刚玉与碳化硅磨料，因而具有更佳的切削能力、更锋利

2、耐高温、热稳定性好。立方氮化硼可以承受1250-1350摄氏度的高温，比金刚石的耐热性800摄氏度还要高；在研磨和切削铁质材料时，不会出现粘屑现象，在磨削淬火钢、高钒高速钢、铝高速钢等对磨削温度较为敏感的金属材料是最理想的砂轮。

3、化学惰性强。立方氮化硼不易和铁族元素产生化学反应，所以对于各种高速钢、工具钢、模具钢、高合金淬硬钢、铬钢、镍合金、粉末冶金钢和高温合金等温度高、硬度高、热传导率低的材料的磨削非常适宜。

4、导热性好。CBN热导率可达刚玉砂轮的几十倍到百倍，因而能将磨削热迅速导出，减少工件热变形。对热传导率低的材料磨削非常适宜。各种喷涂（焊）材料：镍基、铁基等；耐磨铸铁类材料：钒—钛铸铁、高磷铸铁、冷硬铸铁等；钛合金类：如TC4等。

5、磨削性能好、加工表面质量好。由于立方氮化硼磨具能够长期保持磨粒微刃的锋利性，会使被加工工件加工精度和表面粗糙度值都达到较为理想的效果，因此可使工件的耐用度提高10%-30%。所以即使批量加工的工件，也会始终获得较高的形状、精度及一致性。CBN砂轮磨削能获得高的尺寸精度和低的表面粗糙度，加工表面不易产生裂纹和烧伤，残余应力小。加工表面质量得到提高，一般无裂纹，不易烧伤，并可获得残余压应力，显著提高工件疲劳强度，通常，被磨工件的耐用度能提高30—50%。

6、耐磨性强、寿命长。CBN砂轮磨削比可达3500—5500，比普通刚玉砂轮高百倍，比金刚石砂轮高3—5倍。

7、环保无污染、节能降耗。无太多的粉末灰尘。

8、工作效率高、综合经济效益好。磨削锋利、磨削力小、CBN砂轮修整周期长、修整量较少、更换时间长；使用周期长，磨削比高，可获得较佳的经济性，使用中形状保持性好，无需经常更换砂轮和修整砂轮，节约工时，改善劳动条件，有利于加工操作。

立方氮化硼不适合磨削硬质合金和非金属硬材料。在磨削高温下，CBN遇碱性水溶液会发生化学反应，CBN砂轮在300℃碱性溶液中会分解，在沸水中能微量分解，结果将使磨粒晶形遭到破坏，所以磨削时，只能选用油性冷却液，而不能用水基冷却液。

1、对软钢的磨削是首选。很多的经验对进口和国产各种不锈钢与其它软钢的磨削达到非常理想的效果，并且效率提高100%左右，经济效益提高200%。

2、在自动机床上大批量生产的工件（微型轴承、空压机、曲轴、凸轮轴、高精度螺纹、仪表等）的精磨和终磨。

3、要求砂轮具有良好的棱角保持性的复杂型面工件（插齿刀、拉刀、高精度齿轮、靠模、冲头等）的磨削。

4、大型精密工件（机床导轨、高精度丝杠等）的精磨和终磨。这些工件使用普通磨料往往由于磨削温度高而容易引起较大变形，最佳首选是兴大CBN砂轮。

5、对由耐热钢和高硬度（HRC55以上）的合金钢制成的精密零件的精磨和终磨。这些零件用普通磨具时因磨具消耗或磨钝过快而不能获得很高的精度。

6、对特殊钢材如含钨、含钨钼高速钢，钒合金钢、钴合金钢、特种高速钢刀具刃磨，难加工耐热钢工件的超精加工，以及其他钢淬火工具的珩磨。

7、含钨、含钨钼和其它高速钢，特别是钒合金钢、钴合金钢等特种高速钢刀具的刃磨和精密。

8、由耐热、不锈钢和高硬度（HRC55以上）的合金结构钢制成的精密零件的精磨和终磨。这些零件用普通磨具磨削消耗过大或磨钝过快而不能获得高的精度。

9、在自动或半自动机床上大批量生产的工件如仪表和微型轴承零部件。

10、对钛合金磨削CBN是最佳的磨削砂轮选择。

国内对超高速陶瓷CBN砂轮磨削技术的研究尚处于起步阶段，其磨削特性与加工机理的研究几乎是空白。本项目基于申请者已经取得的超高速磨削与电镀CBN砂轮研究成果，进行集表面创成、工件表面创成、砂轮磨损与修整为一体的陶瓷CBN砂轮超高速磨削计算机仿真与实验研究；通过计算机仿真与实验，研究超高速陶瓷CBN砂轮磨削加工的材料去除机理和加工特性，获取合理的磨削加工工艺参数；研究超高速陶瓷CBN砂轮的磨损机制、砂轮磨钝标准以及修整参数的优化；确定超高速陶瓷CBN砂轮实现脆性材料（陶瓷、硅片等）“延性域”加工的材料去除机制转变的临界条件，并建立典型材料工件表面质量的研究和评价体系；在理论研究的基础上开发具有实用价值的高性能超高速陶瓷CBN砂轮。针对超高速陶瓷结合剂CBN砂轮关键技术，将传统的砂轮制备工艺与纳米复合材料技术相结合，制备出了具有优越性能的超高速纳米陶瓷结合剂CBN砂轮。同时综合运用计算机仿真技术、现代测量技术、超高速磨削加工等一系列先进技术，在理论分析基础上，通过仿真优化与实验研究相结合的方法，揭示了超高速陶瓷CBN砂轮的磨削加工机理与特性，探究了陶瓷CBN砂轮延性域磨削特性，研究了超高速纳米陶瓷结合剂CBN砂轮的磨损状态与特性，同时为超高速纳米陶瓷结合剂CBN砂轮的制备及应用提供了理论与技术支持。本项目的研究将会推进我国超高速陶瓷CBN砂轮磨削技术的发展，缩小与国外同行的差距，打破技术垄断，为我国难加工材料特别是超硬材料及脆性材料的加工提供技术参考。 2100433B

国内对超高速陶瓷CBN砂轮磨削技术的研究尚处于起步阶段，其磨削特性与加工机理的研究几乎是空白。本项目基于申请者已经取得的超高速磨削与电镀CBN砂轮研究成果，进行集表面创成、工件表面创成、砂轮磨损与修整为一体的陶瓷CBN砂轮超高速磨削计算机仿真与实验研究；通过计算机仿真与实验，研究超高速陶瓷CBN砂轮磨削加工的材料去除机理和加工特性，获取合理的磨削加工工艺参数；研究超高速陶瓷CBN砂轮的磨损机制、砂轮磨钝标准以及修整参数的优化；确定超高速陶瓷CBN砂轮实现脆性材料（陶瓷、硅片等）延性域加工的材料去除机制转变的临界条件，并建立典型材料工件表面质量的预测和评价体系；在理论研究的基础上开发具有实用价值的高性能超高速陶瓷CBN砂轮。本项目的研究将会推进我国超高速陶瓷CBN砂轮磨削技术的发展，缩小与国外同行的差距，打破技术垄断，为我国难加工材料特别是超硬材料及脆性材料的加工提供技术参考。