《空心陶瓷球顆粒成孔與增強複合結合劑立方氮化硼砂輪》是依託南京航空航天大學，由丁文鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：空心陶瓷球顆粒成孔與增強複合結合劑立方氮化硼砂輪
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：丁文鋒
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高效深切磨削是高速/超高速磨削與高效率磨削有機結合的產物，在以鎳基高溫合金為代表的高強韌性難加工材料成形磨削中具有獨特優勢和廣闊套用前景。現階段，由於砂輪工作層無法同時滿足高氣孔率與高強度要求，導致加工效率不高、型面穩定性差、砂輪修整頻繁，這已成為制約高效深切磨削技術發展的瓶頸。本項目提出空心陶瓷球顆粒成孔與增強複合結合劑立方氮化硼（CBN）砂輪的研製構想，通過向活性胎體合金添加氧化鋁空心陶瓷球顆粒並最佳化固位組成複合結合劑層，達到同時提高砂輪工作層氣孔率與強度的效果。研究內容包括：複合結合劑CBN砂輪工作層三維組織結構的最佳化設計模型；胎體合金與CBN磨粒、空心陶瓷球顆粒之間液相燒結界面的形成機理與強化機制；高效深切磨削複合結合劑CBN砂輪的磨損機理。本項目旨在為研製集高鋒利度、高型面穩定性、高耐用度於一體的複合結合劑CBN砂輪奠定科學基礎，對於實現難加工材料高效深切磨削具有重要意義。
結題摘要
磨削加工已成為難加工材料高效精密加工的重要方法之一。但是，現階段普通樹脂、陶瓷、金屬結合劑立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂輪均無法滿足高效磨削工藝對砂輪工作層高氣孔率與高強度的要求，導致落後的工具與配套工藝技術已成為制約難加工材料高效磨削技術發展的瓶頸。有鑒於此，本項目提出空心陶瓷球顆粒成孔與增強複合結合劑立方氮化硼砂輪研製構想。將氧化鋁（Al2O3）空心陶瓷球顆粒作為成孔材料與增強相添加到活性胎體合金組成複合結合劑，利用液相燒結過程中CBN磨粒、Al2O3陶瓷空心球顆粒與胎體合金之間的可控化學連線與三維最佳化固位製作具有高氣孔率與高強度特性的砂輪工作層。主要工作包括：（1）仿真分析了砂輪工作層氣孔分布特徵對工作層強度的影響，據此最佳化了工作層空心陶瓷球顆粒的排布參數。（2）探討了燒結工藝、工作層氣孔率對節塊強度的影響，採用掃描電鏡、能譜儀分析了砂輪工作層節塊斷口形貌和組元結合界面微結構特徵，最佳化工作層節塊燒結工藝為加熱溫度880 ℃、保溫時間30 min。（3）研製出工作層氣孔規則排布的複合結合劑CBN砂輪，並與陶瓷砂輪進行了鎳基高溫合金GH4169的高速磨削對比試驗，分析了同等條件下的磨削力、磨削溫度及砂輪磨耗比，實現了高溫合金高效深切磨削加工，確證了多孔CBN砂輪的磨削性能優勢。
