CBN的价昂贵,所以立方氮化硼砂轮一般是在普通白刚玉砂轮上加一层用结合剂黏结的立方氮化硼组成。它是与石墨很相近的立方氮化硼经过高温、高压转化而成。它的硬度仅次于人造金刚石,是第二硬磨料,其硬度约为刚玉磨料的2.5倍。其耐热性比人造金刚石几乎高一倍,因而砂轮寿命极高。CBN砂轮对铁基或镍基合金的切削非常有效,其金属磨除率是金刚石的近10倍。这对于内径磨削时,防止因砂轮直径小而经常频繁地更换砂轮有显著的效果。并且在磨削过程中能比较持久地保持砂轮的切削性能,所以不仅磨削表面质量高,而且加工的工件表面无烧伤和裂纹现象。
CBN砂轮采用的结合剂有三种:树脂、金属及陶瓷。每种结合剂的砂轮各有特点。
1.树脂结合剂砂轮
这种砂轮使用最普遍,因为它是最便于使用和修整,容易保证工件的形状、尺寸精度,可用于干磨,也可用于湿磨。它的修形一般使用金刚石笔或金刚石轮,修锐用WA磨具。其缺点是:在过重的磨削时,CBN磨料容易脱落。
2.陶瓷结合剂砂轮
这种砂轮只能用于湿磨,其修形和修锐可以同时进行,可用单点金刚石修整器进行修整,一般推荐使用旋转动力式金刚石修整器。它主要用于内圆磨削。
3. 金属结合剂砂轮
这种砂轮的形状保持性好,它的修形一般使用旋转动力式金刚石修整器。修锐用SiC磨具。它多用于磨削沟、槽等。立方氮化硼砂轮的形状、尺寸、浓度和其他特性以及使用方法注意事项等与人造金刚石砂轮相同。
由于立方氮化硼砂轮具有上述一系列优越性,所以日益被人们所重视,但目前价格比较昂贵,一般用于难以加工的材料,如高速钢及又硬又黏的高热耐热合金钢,以及M50或Cr4Mo4V轴承钢。磨削轴承时,一般采用陶瓷结合的立方氮化硼砂轮,粒度在85#~100#、浓度在50~100%范围内选用。最明显的例子是用厚0.5~15mm的立方氮化硼砂轮来加工微型轴承内径时,可使内径的尺寸精度和形状精度获得进一步提高。
CBN砂轮在滚动轴承工业中的应用,它主要用于磨削轴承套圈内表面。由于内表面(如内径)的加工,砂轮尺寸受到限制,磨削速度偏低,以磨削6203内孔而言,每个普通刚玉砂轮可磨削150~300件,而CBN砂轮的寿命能达到刚玉砂轮的80~100倍。