自上世紀(jì)90年代以來，隨著高速、超高速數(shù)控磨床的出現(xiàn)，高速CBN砂輪更換出現(xiàn)新的生命，取代普通剛玉磨料砂輪，在機(jī)械加工中得到廣泛的應(yīng)用，是一種具有高精度、高效率、低高消耗、低生產(chǎn)成本、低污染、自動化程度高等優(yōu)異性能的高性能磨具，是現(xiàn)代磨削加工工具的發(fā)展方向。

    CBN砂輪解決了難加工材料的加工難題

    航空齒輪工作在高溫、重載、腐蝕性強(qiáng)等惡劣環(huán)境中，需要具有良好的抗腐蝕性能和很高的表面硬度來批抵抗磨損；同時(shí)，心部要有良好的斷裂韌性來抵抗運(yùn)行過程的沖擊；此外，還需要具有優(yōu)秀的高溫硬度。為應(yīng)對這種需求，美國在20世紀(jì)90年代開發(fā)了CSS-42L鋼，它不僅具有耐高溫、抗沖擊和耐腐蝕等優(yōu)良特性，還能通過表面熱處理改善表面狀態(tài)，在航空、宇航、船舶及化學(xué)工業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

    超硬材料金剛石和CBN工具憑借其優(yōu)異的性能在加工領(lǐng)域，尤其是難加工材料的磨削加工領(lǐng)域，表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。特別是CBN硬度可與金剛石媲美，而熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于金剛石。與鐵族金屬又具有較大的化學(xué)惰性。因此，CBN工具在各種高強(qiáng)度鋼、高溫合金等難加工材料的加工中極具發(fā)展?jié)摿Γ@得一定的應(yīng)用。

    鈦合金以其比強(qiáng)度高、抗腐蝕性好、耐高溫、疲勞強(qiáng)度高等優(yōu)異性能在世界航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但由于鈦合金體存在導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性模量小、回彈量大等材料特性，導(dǎo)致其屬于典型難加工材料，其磨削加工一直是鈦合金機(jī)械加工領(lǐng)域的難題。鈦合金表面極易發(fā)生黏附，磨削力與磨削溫度極高，磨削表面質(zhì)量難以控制。針對鈦合金磨削加工特性，眾多學(xué)者開展了積極研究。西北工業(yè)大學(xué)任敬心、張小福等對鈦合金磨削砂輪及冷卻液的選擇進(jìn)行了大量探究實(shí)驗(yàn)，研究表明，水基冷卻液對鈦合金磨削具有較好冷卻效果，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪是鈦合金磨削較為理想的工具。

    但其本身優(yōu)異的材料特性也給其磨削加工帶來很大的困難。磨削CSS-42L時(shí)，其高強(qiáng)度使磨削過程消耗更多的能量，而這些能量的90%以上都轉(zhuǎn)化成磨削熱，同時(shí)，由于其高合金含量導(dǎo)致的低熱導(dǎo)率（室溫下CSS-42L坯熱導(dǎo)率為15.3W/(m.℃)），使得磨削區(qū)產(chǎn)生的熱量不易導(dǎo)出。因此，在使用普通磨料磨削CSS-42L時(shí)，存在著磨削力大，溫度高，工具損耗快等問題，加工質(zhì)量不易保證。

    CBN砂輪的節(jié)能減排符合綠色發(fā)展方向

    環(huán)境、資源是當(dāng)今社會面臨的重大問題。綠色環(huán)保對制造業(yè)提出了更高的要求，減少廢物的排放，制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長模式由資源消耗型加速轉(zhuǎn)型為高效節(jié)能型，已成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要特征和必由之路。

    由于剛玉系列的磨料在資源、能源上的巨大消耗，加劇了其對環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。而高速CBN磨削技術(shù)的應(yīng)用，可使傳統(tǒng)磨削過程中所產(chǎn)生的資源、能源、環(huán)境難題迎刃而解。