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立方氮化硼刀具的种类与使用
立方氮化硼刀具过去主要用于精加工，近十几年来通过改进生 产工艺，控制原料纯度和晶粒尺寸，采用复合材料和热压工艺等，其脆性 有了重大改进，韧性提高，使用可靠性大大改善，已可作为常规刀具在生 产中应用，对提高工效、保证产品质量起重要作用。
立方氮化硼刀具材料的性能特点
立方氮化硼刀具是指用立方氮化硼（CBN）做成切削部分的刀具。 立方氮化硼（CBN）是氮化硼 BN的同素异构体之一，结构与金刚石相似， 是用超高温超高压技术人工合成的超硬材料。其硬度仅次于金刚石(显微 硬度可达 8000～9000HV)，且热稳定性高(达 1250～1350℃)，对铁族元素 化学惰性大，抗黏结能力强，用金刚石砂轮即可磨削开刃，故适于加工 35HRC以上的硬质材料，如各种淬硬钢(碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、 轴承钢、模具钢等)、冷硬铸铁、钴基和镍基高温合金、硬质合金、表面 喷涂(焊)材料等高硬及耐磨材料，也可用于钛合金、纯镍、纯钨及其它材 料的加工。它是以车、铣代替磨削的最佳刀具之一。用立方氮化硼刀具加 工淬硬钢的表面粗糙度为 Ra1.60.4μm，精度可达 IT7IT6。
上海通用汽车公司在一条发动机柔性生产线上，用山高刀具（上海） 公司生产的立方氮化硼 CBN300刀片面铣刀铣削发动机缸体平面（铸件）， 切削速度高达 1600m/min，进给速度为 5000mm/min。
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立方氮化硼刀具也有使用上的局限，如其脆性较大，强度和韧性较 差，不适用于冲击负荷下的间断表面加工。此外，用它加工软的铁族元素 材料时，因易于产生长切屑，擦伤刀具前刀面并形成积屑瘤，会导致切削 力的波动而损坏刀具。
为了提高氮化硼刀具的抗冲击性能，目前已研制出以类石墨的六方 氮化硼(g-BN 或 h-BN)为原料，用爆炸法合成出的一种新型 WBN 材料(WBN 是属铅锌矿结构的 BN)。它具有很高的韧性和烧结活性，极易转变为 CBN，并易于和 CBN 共同烧结成强度和硬度接近 CBN 水准的聚晶体。
WBN 及 CBN 的两相烧结体是用 WBN 的韧性去弥补 CBN 的脆性，其抗 冲击强度较单纯的 CBN 烧结体提高 60%，断裂韧度提高 2.53 倍，抗挠曲强 度提高 1 倍左右，抗压强度与硬质合金相当，热稳定性为 1100~1200℃。 可用来加工间断表面的工件，例如齿轮的齿面、堆焊表面或有沟槽的工件。
目前，WBN 及 CBN 的两相烧结体刀具已在美国、日本和俄罗斯等国 家的汽车行业中广泛应用，如用于加工连杆、挺柱体、汽缸套、刹车制动 轮、曲轴、飞轮、各种泵壳类零件的车、镗和铣削等工序中。
1.立方氮化硼刀具的种类
目前生产上常用的立方氮化硼刀具有三种：整体聚晶立方氮化硼 (PCBN)刀具、聚晶立方氮化硼和硬质合金的复合刀片(PCBN/CC)和电镀立 方氮化硼刀具。其中，前两类刀具使用最多。
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PCBN 是在高温、高压下，将许多 CBN 单晶粉聚晶成的多晶体材料， 是 CBN 单晶粉的烧结体。PCBN/CC 是在强度和韧性较好的硬质合金基体上， 烧结或压制一层 0.5~1mm 厚的 PCBN 而成的一种复合刀片，它解决了立方 氮化硼刀片的抗弯强度低和镶焊困难等问题。PCBN/CC 可用焊或机夹方式 制作刀具。例如美国 GE(通用电器)公司生产的 BZN 刀片、俄罗斯的 Toma- 10 刀片、日本住友电工公司的 BN 刀片，以及我国生产的 LDP-J-CF、DLS- F、LF 和 LBN-Y 型等系列刀片均为 PCBN 复合刀片。
电镀立方氮化硼刀具是用电镀埋砂的方法，以金属镍、铜和钴等作 结合剂，把 CBN 的细小颗粒包镶在一定尺寸和几何形状的刀具基体表面上， 再经过适当修磨制成。郑州磨料磨具磨削研究所生产的电镀立方氮化硼铰 刀即属此类刀具。
正确选用刀片的品种与牌号
不同品种的 PCBN 刀具，由于其组成成份不同，切削性能有很大差 异，选用时须加以注意。目前 PCBN 刀具不像硬质合金那样在国际上有统 一的分类，各生产厂都有各自的品种与牌号，使用时须参照厂家产品样本 选择。
PCBN 的性能与 CBN 的粒度、含量及结合剂的种类有关，按其组织大 致可分为两大类：一类是不加结合剂由 CBN 晶粒直接烧结而成，CBN 含量 多(70%以上)，硬度高，适用于耐热合金、铸铁和铁系烧结金属的切削加 工；另一类是以 CBN 晶粒为主体，通过陶瓷结合剂(主要有
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