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多晶立方氮化硼(CBN)磨粒是由CBN微晶颗粒与AlN粘结剂通过高温高压烧结而成的聚晶体超硬磨粒,它既具有单晶CBN磨粒的高硬度和高耐磨性,又具有各向同性的特征,在磨削时通过磨粒微破碎自锐能够确保砂轮长时保持高锋利度。此外,采用高频感应钎焊技术制作单层超硬磨料砂轮,能够有效解决真空炉中钎焊制造砂轮产生的基体变形问题,在确保钎焊砂轮牢固把持磨粒的同时,也能显著提升砂轮精度。因此,感应钎焊单层多晶CBN砂轮的制造与应用研究具有重要理论意义和实用价值。然而,现阶段对感应钎焊多晶CBN磨粒的内部应力分布特征、以及磨粒自锐性能及其机理仍缺乏深刻认识,导致多晶CBN砂轮的优异磨削潜能难以充分发挥。有鉴于此,本文提出开展高频感应钎焊多晶CBN超硬磨粒自锐性能研究,以揭示感应钎焊多晶CBN砂轮制造过程的温度场特征为基础,阐明多晶CBN磨粒内部残余应力与磨削应力的影响因素与分布规律,再结合单颗磨粒磨削实验阐释多晶CBN磨粒的微破碎行为,以此揭示磨粒自锐机理。研究成果有利于深化对高频感应钎焊单层多晶CBN超硬砂轮制造与应用相关机理的认识。本文的主要研究工作与取得的成果如下:(1)采用实验和仿真相结合的方法,研究了高频感应钎焊制造单层CBN砂轮时加热微区的温度分布特征,阐明了感应电流大小、电流频率、加热间隙以及扫描速度对感应钎焊最高温度的影响规律。研究发现,在感应电流频率为1MHz和加热间隙2mm的条件下,感应电流幅值和扫描速度分别为19A和0.5mm/s、20A和1mm/s、以及21A和1mm/s时,感应钎焊的温度分布适合制作单层多晶CBN砂轮。(2)采用泰森分割方法建立了多晶CBN磨粒的微结构模型,分别计算了多晶CBN磨粒的钎焊残余应力分布与磨削合应力分布,揭示了包埋深度、磨粒粒径以及磨削力等参数对磨粒内部应力分布的影响规律,优选了包埋深度。通过单晶与多晶CBN磨粒钎焊残余应力的对比分析,以及钎焊多晶CBN砂轮的磨削试验,验证了钎焊应力计算结果的准确性。(3)通过单颗磨粒磨削钛合金TC4试验,从多晶CBN磨粒的磨损形貌及其分形维数两方面阐明了磨削用量对磨粒微破碎自锐行为的影响规律与作用机理。进一步研究发现,不同于单晶CBN磨粒容易出现大块破碎和断裂,多晶CBN磨粒由于更容易发生微破碎,因而磨削性能更加稳定。