由于立方氮化硼具有硬度高、耐磨性好、熱穩(wěn)定性好，在高溫下與鐵族材料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，已在各類磨削工具中得到了廣泛的應(yīng)用。陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪作為一類高速、高效、高精、低成本、低污染的高性能磨具產(chǎn)品，成為近年來(lái)世界磨具研究和產(chǎn)品開發(fā)的重點(diǎn)。
陶瓷結(jié)合劑的開發(fā)研究是陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪制造的基本前提。高性能陶瓷結(jié)合劑是制造高性能陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的關(guān)鍵[1]。傳統(tǒng)的陶瓷結(jié)合劑普遍存在燒結(jié)溫度高、強(qiáng)度低等缺陷[2]。納米陶瓷結(jié)合劑由于其具有粒度小、比表面積大、燒結(jié)溫度低、強(qiáng)度高、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，有望解決目前傳統(tǒng)陶瓷結(jié)合劑燒結(jié)溫度和強(qiáng)度之間的矛盾問題，提高陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的性能，進(jìn)一步拓寬CBN砂輪的應(yīng)用范圍。納米陶瓷結(jié)合劑是一種新型的超硬磨具結(jié)合劑，除具有傳統(tǒng)陶瓷結(jié)合劑的優(yōu)點(diǎn)之外，還具有如下獨(dú)特的特點(diǎn)[3]:
(1)納米陶瓷結(jié)合劑不僅可以用于超細(xì)CBN微粉砂輪的制造，解決常規(guī)陶瓷結(jié)合劑分布不均勻，對(duì)CBN磨料把持力小的問題，而且還可以解決粗顆粒的CBN砂輪容易產(chǎn)生工具強(qiáng)度低和磨粒把持力不足問題。
(2)納米陶瓷結(jié)合劑引入納米級(jí)顆粒、片晶、晶須和纖維等笫二相，不僅降低了CBN磨具的陶瓷溫度，而且結(jié)合劑的韌性大大提高，有效解決了CBN磨料—傳統(tǒng)陶瓷結(jié)合劑界面應(yīng)力問題，使得粗顆粒工具的強(qiáng)度大大提高。
(3)納米陶瓷結(jié)合劑比普通結(jié)合劑具有更低的軟化溫度和更好的韌性。低的軟化溫度使得納米陶瓷結(jié)合劑的燒結(jié)比普通結(jié)合劑的燒結(jié)更加致密化，而好的韌性提高了納米結(jié)合劑的拉應(yīng)力承受極限。
與傳統(tǒng)的陶瓷結(jié)合劑相比，盡管納米陶瓷結(jié)合劑具有強(qiáng)度高、韌性好、燒結(jié)溫度低等優(yōu)點(diǎn)，但由于其粒度較小、比表面積大，在CBN砂輪制備過程中還存在一些問題，具體表現(xiàn)在以下幾方面:
(1)由于納米陶瓷結(jié)合劑的細(xì)粒度及極大比表面積、外觀膨松、密度較低，這可能對(duì)磨具的成型帶來(lái)一定的困難。
(2)納米陶瓷結(jié)合劑單組份粉體制備比較容易，但問題是在后續(xù)球磨混合的過程中如何保證其分散性良好且均勻分布。
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