立方氮化硼类 包括:聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD立方氮化硼涂层。 其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。 许多切削加工概念,如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的应用而起,故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。PCD和PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业,如汽车零部件的切削加工,强化木地板的加工等,极大地促进了切削加工及制造技术的飞速发展。PCBN 立方氮化硼烧结体(PCBN)是CBN颗粒与结合剂一起烧结而成,硬度仅次于金刚石,与黑色金属无亲和力。但是,PCBN不适于切削一般的钢件。PCBN刀具材料性能如下: (1) 具有较高的硬度和耐磨性。 BN晶体结构与金刚石相似,化学键类型相同,晶格常数相近,因此具有与金刚石相近的硬度和强度。CBN微粉的显微影度为HV8000-9000,其烧结体PCBN的硬度为HV3000-5000。 (2) 具有很高的热稳定性。 CBN的耐热性可达1400-1500℃,PCBN在800℃时的硬度还高于陶瓷和硬质合金的常温硬度。 (3)具有优良的化学稳定性。 由于PCBN耐高温,在大气和水蒸气中,在900℃以下无任何变化且稳定,甚至在1300℃时,和Fe、Ni、Co等也几乎没有反应,更不会像金刚石那样急剧磨损,这时它仍能保持硬质合金的硬度,因此,它不仅能切削淬火过的钢零件或冷硬铸铁,而且能被广泛应用于高速或超高速的切削工作上。 (4) 具有较好的导热性。 在各类刀具材料中,CBN的导热性仅次于金刚石,大大高于硬质合金,而且随着温度的升高,PCBN的导热系数是增加的。 (5)具有较好的摩擦系数。 与不同材料间的摩擦系数CBN为0.1-0.3,硬质合金为0.4-0.6,随着切削速度的提高,摩擦系数是减小的。
