什么是CDN电镀砂轮？它有哪些独特优势？

电镀CBN（立方氮化硼）砂轮是一种在现代制造业中广泛应用的超硬模具，以其高硬度、耐磨性和热稳定性而著称，这种砂轮通过电镀工艺将CBN磨粒固定在金属基体上，使其在高速磨削过程中表现出色，以下是关于电镀CBN砂轮的介绍：

1、制造工艺及原理

电镀法：电镀法是基于电化学沉积原理，将CBN磨粒牢固地附着在金属基体上，首先对金属基体进行预处理，包括除油、除锈和粗化等步骤，以确保基体表面的活性和粗糙度，将预处理后的基体作为阴极，放入含有金属离子（如镍离子、铜离子）和CBN磨粒的电镀液中，同时设置阳极（通常为可溶性金属阳极），在直流电源的作用下，阳极金属不断溶解进入电镀液，溶液中的金属离子在电场力作用下向阴极迁移，并在阴极表面得到电子还原成金属原子，逐渐沉积在基体表面，CBN磨粒被包裹在金属镀层中，从而实现CBN磨粒在基体上的牢固附着。

烧结法：烧结法分为陶瓷烧结和金属烧结两种，陶瓷烧结是利用陶瓷结合剂在高温下发生物理化学反应，将CBN磨粒牢固结合在一起，金属烧结则以金属粉末作为结合剂，在高温下通过扩散、再结晶等物理冶金过程，使磨粒与结合剂形成牢固的冶金结合。

钎焊法：钎焊法利用熔点低于CBN磨粒和基体的钎料，在加热到钎焊温度时，钎料熔化并润湿CBN磨粒和基体表面，通过毛细作用填充磨粒与基体之间的间隙，随后冷却凝固，使CBN磨粒与基体形成牢固的连接。

2、特点与应用

电镀CBN砂轮：制造工艺简单、成本相对较低，生产周期短，能够快速满足市场需求，可以精确控制磨粒的浓度和分布，通过调整电镀参数实现不同的磨粒排列方式，以适应不同的磨削要求，该工艺制造的砂轮常用于电子元件、宝石、陶瓷等材料的精密磨削，电镀砂轮的结合强度相对较低，磨粒在磨削过程中容易脱落，导致砂轮使用寿命有限，一般适用于轻负荷、高精度的磨削加工。

烧结CBN砂轮：陶瓷烧结CBN砂轮具有较高的硬度和耐磨性，能适应长时间、高精度的磨削加工，其气孔率可以通过调整结合剂配方和烧结工艺进行控制，良好的气孔分布有助于磨削液的渗透和磨屑的排出，从而提高磨削效率和加工表面质量，金属烧结CBN砂轮强度高、韧性好，适用于重负荷磨削，由于金属结合剂的导热性好，能迅速将磨削热传导出去，降低工件表面的热损伤风险。

钎焊CBN砂轮：具有较高的结合强度，磨粒能够承受较大的磨削力，不易脱落，因此砂轮的使用寿命长，而且钎焊砂轮可以实现较高的磨粒裸露高度，大大增加了砂轮的容屑空间，提高了切削性能，特别适用于高效磨削和难加工材料的磨削。

3、电镀CBN砂轮的制造细节

砂轮结构：电镀CBN砂轮通常由带锥孔的砂轮支承体、弹性薄壁套、无磨粒电镀金属层以及带有磨粒的电镀金属层组成，锥孔设计是为了达到与砂轮轴装配时的同轴要求。

电镀过程：电镀工艺过程主要分为基体及磨粒准备、镀液调制、植砂和电镀（预镀、加厚镀）等，以及用于磨粒等高性改善的中期处理和相关镀后处理工艺，镀液是以瓦特镍为本液加含钴离子的溶液配制而成。

关键问题：电镀过程中需要注意对砂轮基体表面采用严格的前处理工序；需要对CBN磨粒进行严格筛选，以减少颗粒的尺寸差分布；利用化学处理过程有效去除磨粒表面污渍，提高磨粒的润湿能力，砂轮尖角处采用大弧平滑接合，从而优化边缘区域的电流分布，采用局部间断上砂装置，充分利用“散极”改变电流密度分布造成局部稳定上砂区，可减少上砂时间1/3-1/2，而且很好地保证了植砂期间沉积镀层的均匀性，加厚镀初期电镀参数应适当降低，镀后处理工艺可大大减小氢脆倾向，使镀层结合力提高4倍以上。

4、电镀CBN砂轮的质量测试与检查

测试结果：单层电镀CBN砂轮（80/100磨粒）经检验发现，砂轮的预镀层和加厚镀层色泽均匀、镀层平整，中期胀挤处理无磨粒破碎，尖角边缘的镀层与其它部位相比无明显高出现象，利用硬质钢片往复刮磨砂轮工作面，磨粒基本无脱落，磨粒间距基本均匀，磨粒边缘间距分布在200-500µm，磨粒埋入率保持在2/3-4/5，通过安排加厚镀时间来控制，将测试结果统计分析得到胀挤前磨粒高度差分布离散性很大，可达50µm左右，改善后各磨粒突出高度差明显减小，基本可控制在10µm甚至更低范围内。

5、电镀CBN砂轮的应用实例

轴承内环磨削：笔者在D2110型万能外圆电解磨床上利用直径f20mm的单层电镀CBN砂轮（80/100磨粒）磨削305轴承内环，测试在预磨5min之后进行，结果表明在其它条件均不变的情况下，与普通电镀CBN砂轮相比，使用等高性改善的砂轮时其磨削功率略有提高，而工件加工表面粗糙度则降低了约50%。

6、电镀CBN砂轮的优势与挑战

优势：电镀CBN砂轮具有制造工艺简单、成本相对较低、生产周期短、能够快速满足市场需求的优势，可以精确控制磨粒的浓度和分布，通过调整电镀参数实现不同的磨粒排列方式，以适应不同的磨削要求，该工艺制造的砂轮常用于电子元件、宝石、陶瓷等材料的精密磨削。

挑战：电镀砂轮的结合强度相对较低，磨粒在磨削过程中容易脱落，导致砂轮使用寿命有限，一般适用于轻负荷、高精度的磨削加工。

7、电镀CBN砂轮的未来展望

技术创新：随着材料科学和制造技术的不断发展，电镀CBN砂轮制造工艺有望进一步创新和完善，通过改进电镀液配方和电镀参数，可以进一步提高砂轮的结合强度和耐用度。

应用拓展：电镀CBN砂轮有望在更多领域得到应用，如航空航天、汽车制造、医疗器械等，特别是在难加工材料的高效磨削方面，电镀CBN砂轮将发挥更加重要的作用。

电镀CBN砂轮作为一种重要的超硬模具具，在现代制造业中扮演着至关重要的角色，其制造工艺、特点与应用、制造细节、质量测试与检查以及应用实例等方面都体现了其在精密磨削领域的卓越性能，尽管面临一些挑战，但随着技术创新和应用拓展，电镀CBN砂轮的未来发展前景广阔。