论文部分内容阅读
单层钎焊立方氮化硼(CBN)砂轮凭借高温钎焊时在磨粒、钎料层、及砂轮基体之间界面反应形成的化学和冶金结合,实现了钎料层对CBN磨粒的牢固把持,具有磨料出露高度大、砂轮锋利、容屑空间充裕等显著优势。目前单层钎焊CBN砂轮的研制已取得一定的进展,但CBN磨粒钎焊过程中仍存在一些问题亟待解决,如:Ag-Cu-Ti钎料的剧烈流淌导致钎料层厚度不均,焊后CBN磨粒棱角被钎料层包覆难以出露,以及钎焊时CBN磨粒与钎料之间的界面反应难以主动调控致使磨粒棱角损耗过度、磨粒强度下降等。这些问题阻碍了钎焊CBN砂轮加工性能的进一步提高。为解决上述问题,本文采用在Ag-Cu-Ti合金钎料中添加TiN增强颗粒组成的复合钎料,开展CBN磨粒的钎焊试验研究。本文完成的主要研究工作包括:(1)采用三维视频显微镜、扫描电镜等仪器分析了TiN增强颗粒对Ag-Cu-Ti钎料铺展性和显微组织的影响,利用电子万能试验机测试了复合钎料钎焊接头剪切强度。结果显示,添加了TiN颗粒后的Ag-Cu-Ti合金钎料在45钢基体表面的铺展性可得到有效控制,钎料层的显微组织得到细化,钎料层的显微硬度和钎焊接头的剪切强度得到明显提高。(2)对TiN颗粒增强Ag-Cu-Ti复合钎料层与CBN磨粒之间的界面反应及新生化合物的微观特征进行了研究,并测试了钎焊CBN磨粒的静压强度。与Ag-Cu-Ti合金钎焊CBN磨粒的界面反应物相比,TiN颗粒抑制了界面反应,使得钎焊磨粒界面反应产物的总量显著减少。TiN含量在0~12 wt.%范围内,钎焊CBN磨粒的静压强度并无明显变化。(3)通过对复合钎料钎焊CBN磨粒形貌的观察发现,含4~8 wt.% TiN复合钎料钎焊的CBN磨粒包埋深度合适,钎料未铺展到CBN磨粒顶端,磨粒棱角得以出露,能保证足够的把持强度。选用Ag-Cu-Ti钎料和含4 wt.% TiN颗粒的复合钎料分别制作钎焊CBN磨头,并对其干磨削钛合金TC4的磨削性能进行了对比试验研究,验证了复合钎料可制作出性能更优的钎焊CBN磨头。