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钛合金在航空、航天、兵器、舰船、化工、医疗等领域有着非常广泛的应用,但它却是一种典型的难加工材料,在磨削加工过程中存在许多问题,主要有磨削力大、磨削温度高、加工质量差、砂轮粘附严重、使用寿命短等,使工件的工作可靠性和使用寿命都大大降低,极大地阻碍了钛合金的应用。这些问题的根源在于:和其他金属相比,钛合金具有非常低的导热系数,磨削过程中产生的大量热量聚集在磨削弧区。陶瓷结合剂CBN磨具以其特有的优势,成为加工钛合金的最佳工具,但是陶瓷结合剂存在脆性大、韧性差、热导率低的问题。基于以上情况,为了制备出具有高热导率、低热膨胀系数、高机械强度的陶瓷结合剂,本课题主要从以下两个方面对磨削钛合金所用的CBN磨具及陶瓷结合剂进行深入地研究,以B2O3-Al2O3-SiO2-R2O-ZnO作为基础陶瓷结合剂,首先探讨了基础陶瓷结合剂的组成、烧结工艺对陶瓷结合剂及CBN磨具性能的影响,确定性能优异的陶瓷结合剂基础配方;其次探讨了不同添加剂种类、含量对陶瓷结合剂及CBN磨具性能的影响。研究结果表明:不同Li2O/Na2O质量比、ZnO含量对陶瓷结合剂及CBN磨具的性能有很大的影响。当Li2O/Na2O质量比为0.3,ZnO含量为2wt.%时,陶瓷结合剂及CBN磨具具有最佳的性能。其中,预熔后的基础陶瓷结合剂的耐火度为666℃,770℃下的流动性是258.09%,热导率为0.74W/m K,磨具试条的抗折强度为62.35MPa。不同添加剂种类(AlN、Al、Cu、石墨)、含量会对陶瓷结合剂的耐火度、流动性、热导率以及磨具试条的抗折强度、微观结构产生不同的影响。在这几种添加剂中,加入8wt.%的石墨时,陶瓷结合剂的热导率达到最大,为1.9W/m K,增加超过150%,但是加入石墨后,陶瓷结合剂的耐火度大幅上升,流动性大幅下降,玻化程度变差,磨具试条的机械强度也恶化严重。加入6wt.%Cu粉后,陶瓷结合剂的耐火度略有升高,流动性有少许下降,热导率增加近55%,磨具试条的抗折强度达到最大值,为71.88MPa。添加Al粉后,陶瓷结合剂的热学性能变差,力学性能有所提升。加入6wt.%的AlN后,陶瓷结合剂的耐火度为678℃,流动性降低较多,热导率增加近100%,抗折强度达到66.35MPa,其综合性能最好。