多晶CBN是由微晶CBN颗粒与Al N结合剂在高温高压条件下烧结而成的超硬材料。由多晶CBN磨料制作而成的单层钎焊超硬磨料砂轮被认为是加工镍基高温合金等强韧性材料的理想工具,其原因主要在于:多晶CBN磨粒特有的CBN–Al N微观几何结构特征使得磨粒在磨削过程中,可以通过Al N结合剂的破碎促使磨粒表面的微晶CBN颗粒出露,并形成微切削刃,由此多晶CBN磨粒及砂轮具有自锐优势。然而,现有的多晶CBN磨粒自锐研究尚停留在磨粒磨损形貌观测的定性评估阶段,缺乏多晶CBN磨粒磨削性能的定量评价策略,严重限制了多晶CBN磨粒及砂轮在高效高质量磨削加工中的应用推广。有鉴于此,本文提出开展多晶CBN磨粒自锐特性及磨痕形貌演化研究,分别从多晶CBN磨粒磨损、断裂机理、磨削性能等角度分析了磨粒的自锐机制,探究了磨粒磨损特性对磨痕形貌的影响规律。完成的主要研究工作及取得的成果如下:(1)建立了多晶CBN微观几何结构与断裂仿真模型,分析了多晶CBN材料的磨损、断裂特性。探究了不同磨削载荷与单颗磨粒切厚条件下多晶CBN磨粒微破碎、大块崩碎的变化规律,优化了单颗磨粒切厚等磨削工艺参数。表征了多晶CBN磨粒磨削GH4169镍基高温合金的磨损形貌演化过程,验证了多晶CBN磨粒磨损仿真结果的准确性。(2)开展了单晶与多晶CBN磨粒磨削GH4169镍基高温合金的对比试验,从磨粒的磨损形貌演化、相对高度演变、磨削力及力比等角度综合评价了多晶磨粒相对于单晶磨粒的磨削性能优势,并从负前角、磨粒–工件接触微区长度等方面揭示了多晶CBN磨粒自锐原因。(3)表征了单晶与多晶CBN磨粒磨削GH4169镍基高温合金的磨痕形貌及演变过程,从磨痕的凹槽底面轮廓与截面轮廓演变角度进一步确证了多晶CBN磨粒多刃微切削的性能优势,并探究了磨粒的磨损与断裂行为对工件磨痕形貌的影响规律。本文的研究成果有助于深化多晶CBN磨粒自锐特性及其机制的理解,对于促进多晶CBN磨料及砂轮在航空航天难加工材料高质高效磨削中的应用具有重要意义。