【摘 要】
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陶瓷结合剂金刚石/立方氮化硼（CBN）砂轮具有磨削效率高、使用寿命长、加工精度高等优点,被广泛应用在精密加工领域。根据前人的研究成果,以硼铝硅酸盐玻璃作为基础陶瓷结合剂,研究了烧结温度对陶瓷结合剂金刚石砂轮性能的影响;核桃壳粉和单质Sn添加量对陶瓷结合剂CBN砂轮矿物组成、物理性能、显微形貌和内圆磨砂轮磨削45#钢的影响以及磨削参数和内圆磨砂轮三大组织成份变化对磨削性能的影响。采用了X射线衍射（X
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陶瓷结合剂金刚石/立方氮化硼（CBN）砂轮具有磨削效率高、使用寿命长、加工精度高等优点,被广泛应用在精密加工领域。根据前人的研究成果,以硼铝硅酸盐玻璃作为基础陶瓷结合剂,研究了烧结温度对陶瓷结合剂金刚石砂轮性能的影响;核桃壳粉和单质Sn添加量对陶瓷结合剂CBN砂轮矿物组成、物理性能、显微形貌和内圆磨砂轮磨削45#钢的影响以及磨削参数和内圆磨砂轮三大组织成份变化对磨削性能的影响。采用了X射线衍射（XRD）、热分析（TG-DSC）、平面流淌法、阿基米德排水法以及扫描电镜（SEM）等测试手段表征了试样的物相组成、磨料损失、流动性、开口气孔率和显微结构等性能;磨削实验以砂轮磨削功率和磨耗比两个指标来表征砂轮的磨削性能。研究工作得出以下结论:（1）陶瓷结合剂金刚石砂轮试样烧结时,温度升高,结合剂的流动性增大,陶瓷结合剂金刚石砂轮试样的开口气孔率增加;在烧结温度为700℃时,试样的抗折强度（84.11 MPa）和洛氏硬度（87.66 HRB）达到最大值,金刚石之间的结合剂“桥”更致密,结合剂与金刚石之间润湿性能更好,形成有合适气孔的整体。（2）CBN砂轮试样中添加1wt.%的单质Sn,陶瓷结合剂的流动达到最大（149%）,开口气孔率达到最小（13.13%）和抗折强度达到59.87 MPa;XRD表征在陶瓷结合剂中含有锡石晶体;通过SEM可以看出,添加1wt.%的单质Sn,结合剂的流动性好,结合剂对CBN磨料的润湿性也好,组织结构密集,气孔比较少。（3）通过正交实验分析,磨削参数对磨削性能的影响顺序为:砂轮转速>横向进给量>磨削量;最佳磨削参数:砂轮转速18000 r/min,横向进给量2μm,磨削量为0.1 mm。砂轮的陶瓷结合剂体积分数越大,砂轮的磨削功率越大;砂轮的气孔率增加,砂轮的磨削功率就下降。（4）核桃壳粉含量从0wt.%增加到8wt.%,CBN砂轮的磨削功率下降,磨耗比上升,添加入8wt.%的核桃壳粉时,磨削功率和磨耗比分别为1197 W和584,磨削性能达到最佳。添加入单质Sn含量从0wt.%增加到4wt.%,CBN砂轮的磨削功率先增大后减小,磨耗比增大后趋于稳定,添加入4wt.%的单质Sn时,砂轮的磨削功率和磨耗比分别是2385 W和685,砂轮的磨削性能好。
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