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随着科学技术的迅猛发展及新材料的不断出现,对材料加工技术和加工质量的要求越来越高,磨削加工技术逐步向高速、高效、高精的方向发展。作为实现该技术目标的重要工具之一,陶瓷结合剂立方氮化硼(cBN)磨具以其优良的磨削性能和磨削表面质量等特点,引起人们的广泛关注。其中,微晶玻璃结合剂具有机械强度高、热膨胀系数可调等优势,更能满足日益发展的磨削技术对结合剂性能的要求,具有良好的应用前景。因此,本文对高性能cBN砂轮用微晶玻璃结合剂进行了研究。本课题主要从以下两方面对微晶玻璃结合剂及cBN磨具的制备进行了详细地研究,首先,选用SiO2-Al2O3-B2O3-R2O-RO体系为基础陶瓷结合剂,分别外加ZnO、ZrO2和CaF2作为添加剂,利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜分析(SEM)和三点弯曲法强度测试等检测手段,探讨添加剂种类、加入量对陶瓷结合剂显微结构和性能的影响规律,制备出力学性能优良的微晶玻璃结合剂；其次,对该微晶玻璃结合剂制备cBN磨具的磨具配方、制备工艺进行了探讨,通过对烧结样品进行性能检测与分析,研究高性能微晶玻璃结合剂cBN砂轮的最佳制备工艺。研究结果表明：在基础陶瓷结合剂中添加ZnO、ZrO2和CaF2均能够提高p-石英微晶的析出量。添加ZnO和Zr02使玻璃相中p-石英的析晶程度过大,破坏了玻璃相的均匀性和连续性,而且出现较多的气孔,因此对微晶玻璃结合剂烧结试样的抗弯强度有不利影响。随着基础陶瓷结合剂中CaF2添加量的增大,微晶玻璃结合剂试样中析出的p-石英含量相应增加,并逐渐出现短柱状、板状晶粒,抗弯强度逐步增大；当添加10wt% CaF2时,抗弯强度高达173 MPa,比未添加时提高了64%,同时具有较高的显微硬度,达到了7.49 GPa,将有助于改善cBN磨具的磨削效率和使用寿命；而且,还可以改善与cBN磨粒的润湿性,使cBN磨具的抗弯强度提高了26%。以基础玻璃粉末外加10wt% CaF2作为结合剂时,结合剂用量、cBN粒度和烧成制度对磨具的显微结构和性能影响较大。结合剂用量为60 wt%时,磨具的抗弯强度最大,达到了60MPa;cBN粒度为140／170目时,磨具的体积密度和抗弯强度分别为2.50 g·cm-3和60 MPa;磨具试样在680-800℃烧结,保温时间2h时,抗弯强度呈抛物线形变化,760℃时最高,达到了44 MPa；760℃保温3h、5h时的抗弯强度较好,分别达到60 MPa和62 MPa。因此,cBN磨具最佳的工艺制度为：cBN粒度为140/170目、结合剂用量为60 wt%、烧成温度760℃、保温3h,可制得抗弯强度达到60 MPa的cBN磨具。