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钎焊CBN工具的研究现状

发表时间：2020-06-08 14:36:55 浏览次数：866

金刚石工具只适合加工非铁族金属，而CBN工具则适合高效磨削铁族金属，二者在适用加工对象上具有互补性。但CBN的化学稳定性极高，对其进行钎焊比金刚石钎焊更加困难。目前，国内外文献资料中关于CBN钎焊研究的报道相对于金刚石钎焊要少得多。

国外有关CBN钎焊的试验研究始于20世纪90年代初，钎焊工艺通常是：首先用化学气相沉积法（CVD）在CBN磨料表面预先沉积一层TiC薄膜，沉积温度1000℃，沉积时间90min；然后采用Ni-Cr合金在1040℃下进行真空感应钎焊，Ni-Cr合金钎料能有效浸润镀膜CBN磨粒，从而将镀膜CBN成功焊接在基体上。另外，采用不含Cr的镍基钎料（如Ni-P合金：Ni90%，P10%）同样也能良好地浸润镀膜CBN磨粒。

近年来，国内南京航空航天大学也在进行CBN钎焊的研究，并取得了一些进展。采用的工艺是：以Ag-Cu-Ti合金为钎料（主要成分为：67%Ag，20%Cu，12%Ti），在真空电阻炉中加热至钎焊温度（1000℃）并保温适宜时间再随炉冷却至室温，取得了成功。用扫描电镜、X射线能谱仪及X射线衍射仪对CBN与钎料结合界面微观组织进行观察和分析，发现合金钎料中的元素Ti向CBN表面扩散富集，生成了针状TiB2和TiN，在CBN磨粒与钎料界面形成化学冶金结合，这是CBN与Ag-Cu-Ti钎料间有良好浸润性和高结合强度的主要原因。后续的磨削对比试验表明，钎焊CBN砂轮比电镀CBN砂轮具有更高的磨粒把持强度。在相同磨削条件下，单层钎焊CBN砂轮的磨削温度比电镀CBN砂轮明显降低，特别在大切深条件下其降温效果更为显著。因此，钎焊砂轮在降低磨削温度、提高磨料结合强度、延长砂轮使用寿命等方面比电镀砂轮具有明显优势。