CBN砂轮陶瓷结合剂未来发展及详情分析

　　立方氮化硼(CBN)是硬度仅次于金刚石的超硬材料，不但具有金刚石的一些优良特性，还具备优于金刚石的耐热性以及对铁族金属的化学惰性。CBN磨具特别适合加工高速钢、耐热钢、高强度钢、高温合金等难加工的材料。

　　目前的南通首超超硬材料有限公司CBN砂轮结合剂主要有金属、树脂和陶瓷三种，其中陶瓷结合剂的CBN砂轮性能最优，具备切削锋利、磨削力小、强度高、有充足气孔、生产效率高、易整形和修锐、磨削进度高等优点。随着现代加工技术的不断进步，加工精度、加工效率、加工质量不断提高，陶瓷结合剂CBN磨具的地位越发凸显，己成为国内外学者研究开发的热点。

　　就目前国内的陶瓷结合剂CBN砂轮发展水平而言，其在使用性能上与国外比还有一定的差距，主要原 因在于结合剂组分的选择、配比，以及砂轮的制备工艺 等方面。本文从陶瓷结合基础体系出发，在探讨结合 剂性能指标的基础上，围绕结合剂组分的选择、配比以 及砂轮的制备工艺方面的研究进展进行综述。

1 结合剂基础体系

　　目前，国内外研究和应用较为成熟的低温陶瓷结 合剂体系主要包括：铝硅酸盐体系、硼硅酸盐体系和硼铝硅酸盐体系。

　　英国的M. J. Jackson等以铝硅酸盐为基础体 系，研究了K2O-CaO的添加量对结合剂性能的影响。 T.I.Barry等同样以铝硅酸盐为基础体系，分析了 引入Li2O、K2O、Na2O、Zr〇2等成分后结合剂的性能。 日本学者以硼硅酸盐为基础体系，研究了添加少量的 Al2O3和CaO、MgO、ZnO、BaO等氧化物后的结合剂性能变化。

　　近年来，学者们多以硼铝硅酸盐为基础体系，研究结合剂组分及配比。硼铝硅酸盐基础体系的配比如表2所示。陶瓷结合剂的化学组分就是在基础 体系的基础上再添加相应的玻璃体系氧化物。

　　陶瓷结合剂主要是由玻璃体、玻璃中间体以及玻璃调整体氧化物组成的。其中，玻璃体是陶瓷结合剂的主要成分，能形成网格体结构，是陶瓷结合剂的骨 架，起着把持磨粒，将结合剂黏结成体的作用。

　　中间体是介于玻璃体和调整体之间的氧化物，不能独立的生成玻璃，此类氧化物同时具有共价性与离子性，只是离子性占主要，当氧化物被夺氧后，即可参与组网，生成 新的网格体（又称补网），从而在不降低结合剂强度的 前提下，改善结合剂的流动性、高温润湿性，热膨胀性等结合剂性能。

　　玻璃调整体适宜充当助熔剂来降低结 合剂的耐火度，保证结合剂能够在较低温度条件下完 成烧结。此类型的典型氧化物有Li2O、Na20、K20 等，它们的共同点是熔点低、活性高，升温时易产生游 离的“自由氧”，该游离“自由氧”易破坏基础体系中的 Si-Si键，改变硅氧三维网络结构，因此降低结合剂的耐火度，进而实现结合剂在较低温度下的烧结。