立方氮化硼制造与应用PDF电子书下载

1 综论 1

1.1 立方氮化硼磨料 1

1.1.1 中国第一颗立方氮化硼的诞生 1

1.1.2 若干发展阶段 2

1.1.3 发展的特征 5

1.2 立方氮化硼磨具 8

1.2.1 立方氮化硼磨具的发展历程 8

1.2.2 国内外陶瓷结合剂cBN磨具的比较 12

1.3 多晶立方氮化硼刀具材料 13

1.3.1 PcBN的地位和作用 13

1.3.2 国内PcBN的探索与突破 13

1.3.3 PcBN发展的几个阶段 14

1.3.4 PcBN产品发展 15

1.3.5 国产PcBN产品存在的问题 16

2 氮化硼的结构与性质 17

2.1 氮化硼的结构 17

2.1.1 六方氮化硼和菱方氮化硼的结构 17

2.1.2 立方氮化硼和密集六方氮化硼 19

2.1.3 六方氮化硼的晶体形态和表面结构 20

2.2 立方氮化硼的性质 21

2.2.1 物理机械性质 21

2.2.2 光学性质 23

2.2.3 电学性质 27

2.2.4 热力学性质 28

2.2.5 化学性质 29

2.3 特征功能研究与分析 31

2.3.1 立方氮化硼的颜色与其内部杂质的关系 31

2.3.2 不同品种立方氮化硼晶体的Raman光谱 33

2.3.3 立方氮化硼单晶的光电功能特性 36

2.4 立方氮化硼产品及其特性 40

2.4.1 Sandvik Hyperion（山德维克）公司产品 40

2.4.2 Element Six公司的立方氮化硼产品及其特性 41

2.4.3 郑州中南杰特公司 43

2.4.4 国内外cBN单晶特征对比 45

3 静态高压立方氮化硼合成 48

3.1 静态高压催化剂合成方法 48

3.1.1 六方与立方氮化硼平衡曲线 48

3.1.2 Mg参与下合成cBN的p-T平衡曲线 50

3.1.3 氮化物参与下cBN生长的p-T平衡曲线 51

3.1.4 Li3BN2-hBN体系p-T区 52

3.1.5 B2O3和B与Li3 N合成cBN 53

3.2 静态高压催化剂法的影响因素 53

3.2.1 六方氮化硼的影响 53

3.2.2 高压下结晶完整程度不同的氮化硼的多型转变 56

3.2.3 高压和高温对热解氮化硼的影响 56

3.2.4 不同催化剂的影响 62

3.2.5 添加物的影响 70

4 立方氮化硼合成方法的多样性 85

4.1 冲击压缩法合成氮化硼 85

4.2 立方氮化硼大单晶的培育 93

4.2.1 高压高温下BN-Li3 BN2体系中立方氮化硼晶体的生长 93

4.2.2 高压高温下立方氮化硼晶体生长的过程饱和效应 95

4.2.3 采用多个生长室培育立方氮化硼大单晶的方法 96

4.2.4 自发成核大单晶 99

4.3 立方氮化硼薄膜制备 101

4.3.1 薄膜制备技术概述 101

4.3.2 CVD法制备氮化硼薄膜 103

4.3.3 PVD法合成氮化硼薄膜 112

4.3.4 立方氮化硼膜的研究进展与应用 116

4.4 水热法合成立方氮化硼微晶 122

5 立方氮化硼磨具 125

5.1 cBN磨具基材特性及其改性 126

5.1.1 立方氮化硼的特性及其改性 126

5.1.2 结合剂 139

5.2 添加（填充）剂与性能关系 143

5.2.1 纳米氧化物对cBN磨具陶瓷结合剂性能的影响 143

5.2.2 金属Al粉对cBN磨具陶瓷结合剂性能的影响 145

5.2.3 F－对cBN磨具用陶瓷结合剂的结构与性能的影响 148

5.2.4 Li2O对cBN砂轮陶瓷结合剂性能的影响 150

5.2.5 无机铵盐造孔剂 153

5.2.6 石墨自润滑钎焊cBN砂轮节块界面微观结构 156

5.3 立方氮化硼磨具制备技术 157

5.3.1 树脂结合剂cBN砂轮（通用）生产工艺 157

5.3.2 陶瓷结合剂cBN磨具生产技术 159

5.3.3 超精磨金属陶瓷结合剂cBN砂轮 161

5.3.4 纳米陶瓷结合剂超硬磨具的制造工艺 164

5.3.5 低温陶瓷结合剂cBN平面磨砂轮的制备工艺 167

5.3.6 陶瓷基cBN磨盘的研制 168

5.3.7 cBN陶瓷结合剂磨盘的研究 170

5.3.8 电镀cBN蜗杆砂轮的制造和应用 173

5.3.9 钎焊立方氮化硼砂轮的研究 174

5.3.10 陶瓷结合剂cBN内圆磨削砂轮的研制 176

5.3.11 陶瓷cBN内圆磨砂轮不同成型方法的比较 178

5.3.12 原位凝固法成型cBN油石研究 180

6 立方氮化硼砂轮的应用 184

6.1 高速立方氮化硼砂轮与绿色制造 184

6.2 精密研磨发动机喷油嘴中间体的cBN磨盘 186

6.2.1 砂轮配方 186

6.2.2 砂轮抗折强度 187

6.2.3 砂轮硬度 187

6.2.4 砂轮耐用度 188

6.3 单层钎焊cBN砂轮磨削CSS-421钢的试验研究 190

6.3.1 磨削力 191

6.3.2 磨削温度 193

6.3.3 比磨削能 194

6.4 cBN砂轮磨削轴承内圆表面粗糙度的影响因素 195

6.4.1 轴承内圆表面粗糙度随磨料粒度的变化 196

6.4.2 轴承内圆表面粗糙度随磨削参数的变化 196

6.5 cBN砂轮高速磨削镍基高温合金磨削力与比磨削能研究 198

6.5.1 cBN砂轮参数和磨削工艺 198

6.5.2 磨削力 199

6.5.3 比磨削能 201

6.6 陶瓷结合剂cBN砂轮高速磨削钛合金TC4-DT 202

6.6.1 磨削力 202

6.6.2 磨削温度 203

6.6.3 表面粗糙度 205

6.7 单层钎焊cBN砂轮20CrMnTi磨削温度试验与仿真研究 207

6.7.1 试验结果 207

6.7.2 仿真与试验结果的对比 209

6.8 cBN砂轮窄深槽加工机制研究 210

6.9 陶瓷cBN砂轮高效磨削的弧区冷却液动压的研究 212

6.9.1 磨削弧区压力测量 213

6.9.2 磨削工艺参数对弧区压力的影响 213

6.9.3 磨削速度对工件表面烧伤的影响 216

6.10 热管砂轮磨削高温合金GH4169实验研究 217

6.10.1 热管砂轮的结构及制作 218

6.10.2 热管砂轮磨削高温合金GH4169实验结果 219

6.11 磨粒有序多孔立方氮化硼砂轮高效磨削高温合金烧伤研究 220

6.11.1 多层磨粒有序排布多孔cBN砂轮 220

6.11.2 缓进给磨削工件烧伤特征 221

6.11.3 深切磨削弧区烧伤控制 222

6.11.4 高效深切磨削中的磨削温度 223

6.12 电镀cBN砂轮高速磨削高温合金的砂轮磨损研究 224

6.12.1 磨削力的分析 224

6.12.2 砂轮表面形貌分析 226

7 聚晶立方氮化硼刀具制造 228

7.1 性质 228

7.1.1 PcBN刀具材料的物理机械性能 228

7.1.2 影响PcBN可加工性的因素 230

7.1.3 影响立方氮化硼复合片耐磨性的工艺因素 233

7.1.4 不同牌号立方氮化硼聚晶硬度研究 236

7.1.5 Al添加量对cBN复合片显微结构和性能的影响 242

7.1.6 不同组分cBN-TiC-Al材料对PcBN性能的影响 243

7.1.7 Ti（C，N）系结合剂对PcBN复合片的性能的影响 248

7.1.8 干切削PcBN刀具材料共价键化合物结合剂烧结及性能研究 253

7.2 制造 259

7.2.1 PcBN制造工艺简述 259

7.2.2 cBN粒度及组装方式对PcBN性能影响的研究 261

7.2.3 不同体系结合剂合成的研究 263

7.2.4 以β-Sialon为结合剂的PcBN聚晶的制备 266

7.2.5 淬火钢加工用PcBN新材料的研制 271

8 聚晶立方氮化硼刀具的应用 275

8.1 PcBN刀具在干切削中的应用 275

8.1.1 干切削对刀具、工件和机床的要求 275

8.1.2 PcBN刀具干切削的金属软化效应 275

8.1.3 PcBN刀具干切削的加工表面质量 276

8.1.4 PcBN刀具干切削的磨损与寿命 276

8.2 PcBN刀具断续车削淬硬钢的试验研究 277

8.2.1 试验条件 277

8.2.2 试验过程及刀具失效机制分析 278

8.2.3 切削方式对刀具寿命的影响 280

8.2.4 切削速度对刀具寿命的影响 280

8.3 硬加工时PcBN与硬钢之间的相互作用 281

8.3.1 硬钢切削中切削形成的机制 281

8.3.2 切削硬钢时的切削力和刀具表面应力 284

8.4 PcBN刀具切削中锯齿形切屑形态的动态切削力识别 287

8.4.1 刀具结构和性能 287

8.4.2 锯齿形切屑的形态 288

8.4.3 带状切屑和锯齿形切屑的切削力信号识别 288

8.4.4 锯齿形切屑剪切失稳的切削力信号小波检测 291

8.4.5 锯齿形切屑生成频率与切削力频率的关系 291

8.5 PcBN刀具干湿切削加工淬硬钢时的磨损对比 292

8.5.1 试验条件 292

8.5.2 刀具寿命 293

8.5.3 磨损形式及磨损原因 294

8.6 PcBN刀具干湿切削淬硬钢表面完整性研究 297

8.6.1 刀具材料及切削材料 298

8.6.2 表面白层 298

8.6.3 表面粗糙度 299

8.7 PcBN刀具异常损坏的原因分析 300

8.7.1 试验条件 300

8.7.2 试验结果 300

8.7.3 不同装刀位置时刀具切削受力分析 301

8.8 PcBN刀具车削硬镍基高温合金切削性能 303

8.8.1 试验条件 303

8.8.2 刀具几何参数对磨损的影响 304

8.8.3 PcBN材质及切削参数对磨损的影响 305

8.8.4 切削工艺对磨损的影响 306

8.9 PcBN刀具断续干式切削ADI时切削力与寿命的研究 307

8.9.1 试验用工件及刀具 307

8.9.2 准静态切削力 308

8.9.3 刀具寿命 310

8.10 不同结合剂PcBN刀具切削钛合金TC4的性能研究 311

8.10.1 PcBN的合成 312

8.10.2 切削实验 312

8.10.3 不同结合剂PcBN刀具的寿命分析 313

8.10.4 不同结合剂PcBN切削钛合金TC4的磨损形态分析 313

8.10.5 PcBN切削钛合金磨损机制分析 314

8.11 PcBN刀具加工铁基粉末冶金材料 316

8.11.1 试验条件 316

8.11.2 PcBN刀具成分对切削性能的影响 316

8.12 新型PcBN工具高效加工难切削黑色金属材料 319

8.12.1 新型PcBN的特征 319

8.12.2 用于灰口铸铁加工的新型PcBN的切削性能 321

8.12.3 应用实例 322

8.13 PcBN的最新动向及其适用事例 324

8.13.1 关于淬火钢切削 324

8.13.2 涂覆PcBN-BNC系列 327

8.13.3 BNC系列应用实例 329

8.13.4 非涂覆PcBN材料种类BN系列 333

8.13.5 最新PcBN材料的应用方法 335

参考文献 337