烧结法制备铁基立方氮化硼磁性磨粒及其磨削性能研究

摘要

目的解决现有烧结法制备磁性磨粒工艺中存在的研磨相单一、研磨相材料硬度相对较低,以及对于高硬度难加工材质的研磨效率低、质量差等问题,采用立方氮化硼粉末作为研磨相烧结制备一种新型磁性磨粒。方法采用烧结法制备铁基立方氮化硼磁性磨粒,探究原料的粒径比、烧结温度对磁性磨粒磨削性能的影响,以TC4钛合金板和Si3N4陶瓷板为试验对象,通过表面粗糙度测量仪和3D超景深显微镜对比加工前后工件的表面质量,采用扫描电镜观察加工后磁性磨粒的表面形貌,以此作为磁性磨粒的研磨性能和使用寿命的评价指标,并采用面扫描能谱分析仪观察磁性磨粒中研磨相的分布情况。结果采用烧结法,以铁粉为基体,以立方氮化硼粉末为研磨相材料,制备磁性磨粒。最终确定压制力为90 kN,基体与研磨相的粒径比为3∶1,烧结温度为1180℃,在此条件下制备的磁性磨粒具有良好的磨削性能,相较于烧结法制备的Al_(2)O_(3)/Fe、SiC/Fe磁性磨粒具有更强的磨削性能,可实现Si_(3)N_(4)陶瓷板表面的光整加工,在研磨39 min后可将其表面粗糙度由1.382μm降至0.117μm。结论采用烧结法制备的铁基立方氮化硼磁性磨粒能够解决硬脆材料的表面质量问题,可以作为性能优异的磨削介质参与研磨,满足磁粒研磨光整加工技术的需求。