CBN立方氮化硼磨具简析

天若有情

CBN磨具

以CBN（立方氮化硼）磨料为原料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷和电镀金属作结合剂，制成各种形状的制品，用于磨削、抛光、研磨的工具叫CBN磨具.

一、CBN磨具的结构

CBN（立方氮化硼）磨具结构一般由工作层、基体、过渡层三部分组成。工作层又称CBN层，由磨料、结合剂和填料组成，是磨具的工作部分。过渡层又称非CBN层，由结合剂、金属粉和填料组成，是将CBN层牢固地连接在基体上的部分。

基体是由铝、钢或电木加工而成，起支承工作层和装卡磨具的作用。

二、分类

CBN磨料制作的砂轮，根据不同的加工工艺和所用不同成分的结合剂可分以下四种。他们的性质和用途（指的是机械加工用途）也有所不同。

电镀CBN砂轮

砂轮的成型工艺简单，生产成本低。成型简单但是只有一层镀层，不能修正，在加工过程中，较难知道，何时磨层受损。适用于小批量的机械加工和几何图形复杂成型磨加工用和作为修整滚轮用。

烧结CBN砂轮

硬度大和密度高，加工成高精度的修整滚轮，成本高。主要用作于砂轮的修整滚轮和大批量的超硬材料的加工。

树脂CBN砂轮

砂轮的生产工艺简单，生产成本低。成型简单但是不好修正整形。用于多形状小批量的加工。如工具磨和刀具的加工，和玻璃的加工。

陶瓷结合剂CBN砂轮

陶瓷结合剂的CBN砂轮具有磨削力强，高速加工不烧伤工件，可修正和并且耐用等优点，是目前最理想的高速，高效和高精度的磨削工具。

立方氮化硼(CBN)砂轮适用于加工以下多种材质的产品：①高锰钢；②高铬、镍、钼合金钢；③冷硬铸铁（HS80～90）；④各类淬硬钢（HRC55～65）；⑤各类铸铁（HB200～400）等，并已在国内汽车（齿轮、飞轮、轴、轴承等加工）、轧辊、渣浆泵（叶轮、涡壳、护板、护套等加工）、模具、缸套；⑥玻璃、宝石等高硬度软韧材料，解决了各行各业中高硬度难加工材料的切削加工，并能提高工作效率，大幅度地节约加工工时及电力，获得了巨大的经济效益。

三、工艺特点

CBN的硬度高于普通磨料。高硬度意味着切削能力更强、更锋利；CBN有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损；保持磨粒形状的能力是CBN作为高性能磨料的主要特性之一；CBN的抗压强度很高，这意味着在恶劣的条件下使用时它能保持颗粒完整而不易破碎;CBN有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。

1、高硬度、高韧性

高硬度、高韧性立方氮化硼（CBN）是人类合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料远远高于普通刚玉与碳化硅磨料，因而具有更佳的切削能力、更锋利。

2、耐高温、热稳定性好

立方氮化硼可以承受1250-1350摄氏度的高温，比金刚石的耐热性800摄氏度还要高；在研磨和切削铁质材料时，不会出现粘屑现象，在磨削淬火钢、高钒高速钢、铝高速钢等对磨削温度较为敏感的金属材料是最理想的砂轮。

3、化学惰性强

立方氮化硼不易和铁族元素产生化学反应，所以对于各种高速钢、工具钢、模具钢、高合金淬硬钢、铬钢、镍合金、粉末冶金钢和高温合金等温度高、硬度高、热传导率低的材料的磨削非常适宜。

4、导热性好

CBN热导率可达刚玉砂轮的几十倍到百倍，因而能将磨削热迅速导出，减少工件热变形。对热传导率低的材料磨削非常适宜。各种喷涂（焊）材料：镍基、铁基等；耐磨铸铁类材料：钒—钛铸铁、高磷铸铁、冷硬铸铁等；钛合金类：如TC4等。

5、磨削性能好、加工表面质量好

由于立方氮化硼磨具能够长期保持磨粒微刃的锋利性，会使被加工工件加工精度和表面粗糙度值都达到较为理想的效果，因此可使工件的耐用度提高10%-30%。所以即使批量加工的工件，也会始终获得较高的形状、精度及一致性。CBN砂轮磨削能获得高的尺寸精度和低的表面粗糙度，加工表面不易产生裂纹和烧伤，残余应力小。加工表面质量得到提高，一般无裂纹，不易烧伤，并可获得残余压应力，显著提高工件疲劳强度，通常，被磨工件的耐用度能提高30—50%。

6、耐磨性强、寿命长

CBN砂轮磨削比可达3500—5500，比普通刚玉砂轮高百倍，比金刚石砂轮高3—5倍。

7、环保无污染、节能降耗

无太多的粉末灰尘。

8、工作效率高、综合经济效益好

磨削锋利、磨削力小、CBN砂轮修整周期长、修整量较少、更换时间长；使用周期长，磨削比高，可获得较佳的经济性，使用中形状保持性好，无需经常更换砂轮和修整砂轮，节约工时，改善劳动条件，有利于加工操作。

立方氮化硼不适合磨削硬质合金和非金属硬材料。在磨削高温下，CBN遇碱性水溶液会发生化学反应，CBN砂轮在300℃碱性溶液中会分解，在沸水中能微量分解，结果将使磨粒晶形遭到破坏，所以磨削时，只能选用油性冷却液，而不能用水基冷却液。

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