超硬材料刀具主要包括和立方氮化硼刀具,其中以人造金剛石復合片()刀具以及立方氮化硼復合片(PCBN)刀具占主導地位。隨著現代制造業的快速發展,超硬刀具的生產及應用也逐年快速增長。

超硬刀具材料主要有兩種,一種是金剛石刀具另一種是立方氮化硼刀具。占據主導地位的有和PCNB刀具。立方氮化硼是以六方碳化硼為原料,用高溫高壓技術制成的超硬材料。主要有以下性能:
1)具有僅次于金剛石的高硬度(8000~9000HV)和耐磨性,遠超非金剛石的其他材料。能在高速切削下保持精度;
2)具有比金剛石更好的熱穩定性,高溫硬度高于陶瓷,在一千三百攝氏度到一千四百攝氏度的情況下,其主要性能保持不變。
3)化學穩定性好,在一千攝氏度下不會出現氧化現象,在一千兩百攝氏度到一千三百攝氏度的情況下不易發生反應。
在高速下切削淬火鋼、冷硬鑄鐵時,粘結和擴散磨損比較小。
4)熱導率較高,摩擦系數較小,熱導率雖比金剛石小(約為金剛石的1/2),但遠高于陶瓷刀具。
CBN刀具的最大缺點是強度和韌性差,抗彎強度大約只有陶瓷刀具的1/5~1/2,故一般只用于精加工。根據CBN刀具的特點,它應該最適合于高硬度淬火鋼、高溫合金、可切削軸承鋼、工具鋼、高速鋼等材料的高速加工。在淬硬模具鋼的加工中,用CBN刀具進行高速切削,可以起到以銑代磨的作用,大大減少手工修光工作量,因而可大幅度提高加工效率。

CBN刀具的典型應用
(1)硬加工,以車代磨
(2)高速切削,高穩定性加工
(3)干式切削,清潔化生產
采用PCBN刀具加工含硼的鑄鐵缸套,切削參數:v=200m/min,f=0.1mm/r,ap=0.2~1mm,可達到的加工表面粗糙度Ra≤1.6um,精度IT6,兩次刃磨間刀具壽命>100件,實現了“以車代磨”。由于采用干式切削,避免了切削液及砂輪塵埃對環境的污染,切屑也可回收再利用,符合清潔化生產的要求。