本文關(guān)鍵詞：磨粒三維可控排布多孔CBN砂輪制備及磨削性能

  更多相關(guān)文章： 磨粒三維可控排布 陶瓷空心球 結(jié)合劑胎體 高效深切磨削 磨損

【摘要】：高性能立方氮化硼(CBN)超硬砂輪是鎳基高溫合金等高強(qiáng)韌材料高效深切磨削的執(zhí)行者和工具保障,承擔(dān)著能否高效去除材料的決定性作用。目前,多層砂輪磨料層氣孔率與強(qiáng)度難以兼顧、單層砂輪總體壽命不足的現(xiàn)狀成為了制約CBN砂輪性能進(jìn)一步提升的瓶頸。有鑒于此,本文提出研制磨粒三維可控排布多孔金屬結(jié)合劑CBN砂輪,重點(diǎn)探索了多孔結(jié)合劑胎體強(qiáng)度及其微結(jié)構(gòu)、磨粒三維可控排布多孔CBN砂輪制備技術(shù)、CBN砂輪磨削性能評(píng)價(jià)及其磨損特性。相關(guān)研究成果對(duì)于開發(fā)高性能CBN砂輪與實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)韌性難加工材料高效深切磨削具有重要理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。完成的主要工作及取得的成果包括:(1)研究了陶瓷空心球?qū)Χ嗫捉Y(jié)合劑胎體強(qiáng)度及微結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,陶瓷空心球與結(jié)合劑胎體間可形成化學(xué)結(jié)合,提高了結(jié)合劑胎體的強(qiáng)度。通過(guò)調(diào)節(jié)陶瓷空心球孔徑及體積分?jǐn)?shù)可實(shí)現(xiàn)結(jié)合劑胎體強(qiáng)度與氣孔結(jié)構(gòu)可控。當(dāng)陶瓷空心球體積分?jǐn)?shù)低于50%時(shí),結(jié)合劑胎體抗彎強(qiáng)度高于60MPa,滿足高效深切磨削砂輪要求。同時(shí),添加的陶瓷空心球?qū)Y(jié)合劑與CBN磨粒的結(jié)合界面無(wú)影響。(2)研制成功磨粒三維可控排布多孔CBN砂輪并評(píng)價(jià)了砂輪磨削性能。從砂輪基體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、磨料層組織優(yōu)化選擇及磨粒三維排布技術(shù)角度研究了磨粒三維可控排布多孔CBN砂輪制作技術(shù)。通過(guò)GH4169鎳基高溫合金高效深切磨削試驗(yàn),從磨削力、溫度、比能等角度評(píng)價(jià)了磨削性能,并對(duì)磨削熱分配系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明:該砂輪高效深切磨削GH4169鎳基高溫合金時(shí),傳入工件的熱量比例介于2%~6%之間,該比例低于陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪(4%~8%)。(3)開展了磨粒三維可控排布多孔CBN砂輪高效深切磨削磨損研究。隨著材料去除量增加,砂輪工作面磨粒通常經(jīng)過(guò)磨耗、破碎等過(guò)程最終從結(jié)合劑層脫落失效;磨削力、溫度等過(guò)程參量以及工作面磨粒脫落數(shù)量均呈先穩(wěn)定變化后快速增加的特征。工件材料累積去除體積超過(guò)16000mm3時(shí),砂輪工作面大部分磨粒經(jīng)磨耗、破碎磨損后從結(jié)合劑層脫落,結(jié)合劑表層出現(xiàn)工件材料黏附,砂輪鈍化。
【關(guān)鍵詞】：磨粒三維可控排布 陶瓷空心球 結(jié)合劑胎體 高效深切磨削 磨損
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 CBN砂輪研究現(xiàn)狀13-17
• 1.1.1 CBN砂輪的應(yīng)用及存在的問(wèn)題13-15
• 1.1.2 多孔金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2 磨粒可控排布超硬磨料砂輪研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 進(jìn)一步開發(fā)CBN砂輪高效磨削潛能的研究思路18
• 1.4 本課題擬開展的研究工作18-20
• 第二章 多孔金屬結(jié)合劑胎體強(qiáng)度與微觀結(jié)構(gòu)20-31
• 2.1 試驗(yàn)條件與研究方法20-23
• 2.1.1 試驗(yàn)材料及制備工藝20-21
• 2.1.2 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)方法21-22
• 2.1.3 結(jié)合劑胎體微觀分析方法22-23
• 2.2 陶瓷空心球孔徑與體積分?jǐn)?shù)影響分析23-27
• 2.2.1 結(jié)合劑胎體節(jié)塊抗彎強(qiáng)度23-24
• 2.2.2 CBN磨粒對(duì)節(jié)塊強(qiáng)度的影響24
• 2.2.3 組元間殘余應(yīng)力分析24-25
• 2.2.4 結(jié)合劑胎體內(nèi)部氣孔分布25-27
• 2.3 多孔金屬結(jié)合劑胎體組元界面微結(jié)構(gòu)27-29
• 2.3.1 結(jié)合劑胎體斷口形貌27-28
• 2.3.2 結(jié)合劑胎體組元界面微結(jié)構(gòu)28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第三章 磨粒三維可控排布CBN砂輪制備與磨削性能31-48
• 3.1 磨粒三維可控排布多孔CBN砂輪制備與修整31-37
• 3.1.1 對(duì)稱鑲塊可拆卸式砂輪基體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-33
• 3.1.2 磨料層三維組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-34
• 3.1.3 磨粒三維可控排布多孔CBN砂輪制備34-36
• 3.1.4 磨粒三維可控排布多孔CBN砂輪修整36-37
• 3.2 磨粒三維可控排布多孔CBN砂輪磨削性能評(píng)價(jià)37-45
• 3.2.1 磨削試驗(yàn)條件與方法37
• 3.2.2 磨削力分析37-40
• 3.2.3 磨削溫度分析40-43
• 3.2.4 磨削比能分析43-45
• 3.3 CBN砂輪高效深切磨削熱傳遞分析45-47
• 3.3.1 CBN砂輪磨削鎳基高溫合金熱分配比例系數(shù)計(jì)算45
• 3.3.2 磨削參數(shù)對(duì)熱分配比例的影響45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 磨粒三維可控排布多孔CBN砂輪磨損行為48-60
• 4.1 砂輪磨損試驗(yàn)條件與方法48-49
• 4.2 磨削過(guò)程參量隨砂輪磨損的演變49-52
• 4.2.1 磨削力49-50
• 4.2.2 磨削溫度50-52
• 4.3 砂輪磨損過(guò)程分析52-59
• 4.3.1 磨削比52-53
• 4.3.2 砂輪磨損過(guò)程形貌演變分析53-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-62
• 5.1 總結(jié)60-61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67-68
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68-69

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