稀土改性钎料钎焊立方氮化硼砂轮的研制

摘要

立方氮化硼(CBN)磨料具有硬度极高、热稳定性好、化学惰性大、导热性好的优点，所以由该种磨粒制作的各种类型固结磨料砂轮已在钛合金等难加工材料磨削中得到广泛应用，并取得了显著效果。目前在钎焊CBN磨粒中使用最广泛、性能最稳定的钎料首推Ag-Cu-Ti合金。但是，用Ag-Cu-Ti合金连接的CBN磨粒钎焊接头尽管室温性能良好，其使用温度却通常不能超过600℃。稀土元素可以在钎料中 Ti 含量较低时提高磨粒的表面活性，使得钎料与磨粒有足够的界面化学反应和润湿效应。此外，合适与适量稀土的添加能保证钎料对磨粒的爬升能满足对磨粒有足够的把持力和容屑空间的同时，保持磨粒的锋利度，这使得稀土钎料钎焊立方氮化硼砂轮在钛合金磨削时获得优异的磨削性能。 本文完成的工作主要包括： (1) 探寻可实现稀土改性钎料、CBN磨粒与钢基体牢固结合的钎焊工艺，分析稀土含量对浸润性的影响，发现0.5％La含量的Ag-Cu-Ti钎料对钎焊质量影响较好。 (2) 制作两个不同钎料成分的单层钎焊CBN整体式砂轮，并对比它们在钛合金平面磨削时的磨削性能，跟踪不同砂轮在一定材料去除量时工件的微观表面形貌，从而比较砂轮的综合性能。 (3) 针对复杂形面钛合金工件的要求，同时考虑难加工材料在磨削过程中容易烧伤的特点，设计出新型单层钎焊CBN成形砂轮。制作出的断续组合式砂轮应用于钛合金成形磨削，从而发挥这种新型工具在钛合金成形磨削中的潜能。