鈦合金和鎳基高溫合金作為高強韌難加工材料的代表，具有高溫強度、抗沖擊性以及抗蠕變性能等優異特性，但也面臨著切削加工性極差的問題。相比于傳統普通磨料砂輪，立方氮化硼（CBN）超硬砂輪憑借磨粒高硬度、高抗拉壓強度及優異導熱性能等特性，顯示出獨特磨削性能優勢。近年來，為了提升超硬磨料的硬度、抗拉壓強度、導熱性及自銳能力，國內外學者將研究重點集中在新型超硬磨料的開發。這些創新性成果雖然拓寬了高性能超硬磨料的制造研究領域，但在開展鈦合金、高溫合金等高強韌性難加工材料高效磨削加工時，卻始終無法解決磨料耐磨性、自銳性能及抗沖擊能力差所導致的砂輪磨損過快的問題。本文結合高溫液相燒結技術，利用Cu-Sn-Ti合金粉末中高活性Ti元素與各CBN晶粒間發生的化學冶金反應，實現金屬結合劑對CBN晶粒的牢固把持，制備了新型團聚CBN超硬磨粒。在此基礎上，通過開展單顆磨粒磨削TC4鈦合金對比試驗，探究了磨削用量參數對團聚和單晶CBN磨粒的磨損狀態、材料去除能力和磨痕形貌的影響。

       關鍵詞：團聚CBN磨粒；TC4鈦合金；微切削刃；磨痕形貌；鋒利度

       論文配圖

燒結參數對團聚CBN磨粒斷裂強度的影響

不同磨粒體積隆起比變化規律

不同磨粒磨削比

不同磨粒材料去除體積變化率演變

團聚CBN磨粒表面典型磨損形貌（Vacc=1.29 mm3）

單晶CBN磨粒磨損與磨痕形貌

       結論

       1）團聚CBN磨粒燒結界面新生成了TiB2、TiB和TiN，通過化學反應提升了結合劑對CBN晶粒的把持強度。此外，結合磨粒斷裂強度和微觀形貌優選燒結工藝參數為：最高燒結溫度800 ℃，保溫時間10 min。

       2）相比于單晶CBN磨粒，團聚CBN磨粒擁有更優異的自銳和耐磨損能力。此外，團聚CBN磨粒的磨削比是同等條件下單晶CBN磨粒的1.7倍，且磨削狀態更為穩定。

       3）團聚CBN磨粒磨損表面逐漸出露，CBN晶粒存在微破碎和大塊破碎之間的動態平衡現象，有助于提升磨粒整體自銳能力。

       引文格式

       趙彪, 章敏秀, 丁文鋒, 等. 單顆團聚 CBN 磨粒磨削 TC4 鈦合金表面創成機制[J]. 表面技術, 2023, 52(8): 309-318.

       ZHAO Biao, ZHANG Min-xiu, DING Wen-feng, et al. Grinding Surface Formation Mechanism of TC4 Titanium Alloy with a Single-aggregated CBN Grain[J]. Surface Technology, 2023, 52(8): 309-318.