單層釬焊立方氮化硼砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金的基礎(chǔ)研究.pdf

1、鈦合金具有比強(qiáng)度高、高溫力學(xué)性能好、耐腐蝕等優(yōu)異性能，在航空動(dòng)力裝備領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，如發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪、葉盤、葉片等。但是，鈦合金屬于典型的難加工材料，采用普通切削或磨削方式加工時(shí)存在質(zhì)量穩(wěn)定性差、工具損耗快、加工成本高等問題。已成為制約新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制進(jìn)程的主要因素之一。借助于立方氮化硼(CBN)磨料硬度高、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)惰性大、導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn)，由該種磨粒制作的各型固結(jié)磨料砂輪已在鈦合金加工中得到了應(yīng)用，并取得了一定的效果。但是，

2、傳統(tǒng)燒結(jié)和電鍍CBN砂輪表面磨粒出露低、容屑空間小、砂輪易粘附、堵塞，同時(shí)磨粒結(jié)合強(qiáng)度低，壽命短，難以滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)用鈦合金材料日益提高的加工質(zhì)量和效率要求，因此研制性能優(yōu)異的新型CBN砂輪并將其用予鈦合金高效磨削非常重要。
　　 本文結(jié)合釬焊超硬磨料工具與緩進(jìn)深切磨削工藝優(yōu)勢，開展了單層釬焊立方氮化硼砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金的基礎(chǔ)研究。完成的主要工作包括：
　　 (1)根據(jù)鈦合金緩進(jìn)深切磨削及釬焊工藝要求，設(shè)計(jì)了單層

3、釬焊CBN砂輪。優(yōu)化了釬焊加熱工藝和砂輪制造工藝，重點(diǎn)對基體的回轉(zhuǎn)精度和磨粒等高性進(jìn)行了控制，并通過向Ag-Cu-Ti釬料中加入稀土元素提高了釬料的力學(xué)性能、控制了釬料對CBN磨料的潤濕性。
　　 (2)開展了單層釬焊CBN砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金試驗(yàn)以獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過磨削力、磨削溫度和工件表面完整性等綜合評價(jià)了單層釬焊CBN砂輪的磨削性能。研究發(fā)現(xiàn)，釬焊CBN砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金過程中磨削力和工件表層溫度較低，并可長時(shí)間保持

4、穩(wěn)定，顯著提高了鈦合金磨削效率。試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)磨粒過早脫落和結(jié)合劑剝落現(xiàn)象，表明單層釬焊砂輪牢固把持住CBN磨粒，有助于充分發(fā)揮超硬磨料優(yōu)異特性和提高砂輪壽命。
　　 (3)分析了單顆磨粒最大切厚對鈦合金磨削比能的影響，獲得了單層釬焊CBN砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金時(shí)不產(chǎn)生“尺寸效應(yīng)”現(xiàn)象的單顆磨粒最大切厚“閾值”。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了鈦合金葉片榫頭高效成形磨削單層釬焊CBN砂輪的設(shè)計(jì)制作，并優(yōu)化了磨削工藝參數(shù)。
　　 (4)采