鈦合金和鎳基高溫合金作為高強(qiáng)韌難加工材料的代表，具有高溫強(qiáng)度、抗沖擊性以及抗蠕變性能等優(yōu)異特性，但也面臨著切削加工性極差的問題。相比于傳統(tǒng)普通磨料砂輪，立方氮化硼（CBN）超硬砂輪憑借磨粒高硬度、高抗拉壓強(qiáng)度及優(yōu)異導(dǎo)熱性能等特性，顯示出獨(dú)特磨削性能優(yōu)勢(shì)。近年來，為了提升超硬磨料的硬度、抗拉壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱性及自銳能力，國內(nèi)外學(xué)者將研究重點(diǎn)集中在新型超硬磨料的開發(fā)。這些創(chuàng)新性成果雖然拓寬了高性能超硬磨料的制造研究領(lǐng)域，但在開展鈦合金、高溫合金等高強(qiáng)韌性難加工材料高效磨削加工時(shí)，卻始終無法解決磨料耐磨性、自銳性能及抗沖擊能力差所導(dǎo)致的砂輪磨損過快的問題。本文結(jié)合高溫液相燒結(jié)技術(shù)，利用Cu-Sn-Ti合金粉末中高活性Ti元素與各CBN晶粒間發(fā)生的化學(xué)冶金反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)金屬結(jié)合劑對(duì)CBN晶粒的牢固把持，制備了新型團(tuán)聚CBN超硬磨粒。在此基礎(chǔ)上，通過開展單顆磨粒磨削TC4鈦合金對(duì)比試驗(yàn)，探究了磨削用量參數(shù)對(duì)團(tuán)聚和單晶CBN磨粒的磨損狀態(tài)、材料去除能力和磨痕形貌的影響。

       關(guān)鍵詞：團(tuán)聚CBN磨粒；TC4鈦合金；微切削刃；磨痕形貌；鋒利度

       論文配圖

燒結(jié)參數(shù)對(duì)團(tuán)聚CBN磨粒斷裂強(qiáng)度的影響

不同磨粒體積隆起比變化規(guī)律

不同磨粒磨削比

不同磨粒材料去除體積變化率演變

團(tuán)聚CBN磨粒表面典型磨損形貌（Vacc=1.29 mm3）

單晶CBN磨粒磨損與磨痕形貌

       結(jié)論

       1）團(tuán)聚CBN磨粒燒結(jié)界面新生成了TiB2、TiB和TiN，通過化學(xué)反應(yīng)提升了結(jié)合劑對(duì)CBN晶粒的把持強(qiáng)度。此外，結(jié)合磨粒斷裂強(qiáng)度和微觀形貌優(yōu)選燒結(jié)工藝參數(shù)為：最高燒結(jié)溫度800 ℃，保溫時(shí)間10 min。

       2）相比于單晶CBN磨粒，團(tuán)聚CBN磨粒擁有更優(yōu)異的自銳和耐磨損能力。此外，團(tuán)聚CBN磨粒的磨削比是同等條件下單晶CBN磨粒的1.7倍，且磨削狀態(tài)更為穩(wěn)定。

       3）團(tuán)聚CBN磨粒磨損表面逐漸出露，CBN晶粒存在微破碎和大塊破碎之間的動(dòng)態(tài)平衡現(xiàn)象，有助于提升磨粒整體自銳能力。

       引文格式

       趙彪, 章敏秀, 丁文鋒, 等. 單顆團(tuán)聚 CBN 磨粒磨削 TC4 鈦合金表面創(chuàng)成機(jī)制[J]. 表面技術(shù), 2023, 52(8): 309-318.

       ZHAO Biao, ZHANG Min-xiu, DING Wen-feng, et al. Grinding Surface Formation Mechanism of TC4 Titanium Alloy with a Single-aggregated CBN Grain[J]. Surface Technology, 2023, 52(8): 309-318.