立方氮化硼刀具的种类与使用

立方氮化硼刀具牌号简介

立方氮化硼刀具牌号简介
ZB系列：
(1)ZB1000(ZB1000x)
结构：整体聚晶。

特点：具有高硬度，高耐磨性和良好的热稳定性。

适合淬火钢系列零件的加工。

用途：断续，连续，中高速，半精和精车，高速钢，齿轮，轴承轧辊，渗碳堆焊等零件的加工。

(2)ZB3100(ZB2100)
结构：整体聚晶。

特点:具有高硬度，高耐磨性和良好的热稳定性。

良好的耐冲击性能，适合高硬度材料的加工。

用途：断续，低中速，粗糙加工，高铬，高镍，合金铸铁，冷硬铸铁和高速连续加工灰铸铁，硼铸铁球，墨铸铁，耐热合金钛合金等材料。

(3)ZB4000
结构：整体聚晶。

特点：具有很好的耐磨性和耐热性能，可高速连续切削脆性材料。

用途：高速半精车，精车，高硬度铸铁和球墨铸铁类零部件。

ZF系列
(1)ZF5000
结构：合金衬底复合型氮化硼聚晶
特点：硬度高，耐磨性优，可高速连续切削。

用途：适于加工，精加工，淬火钢系列零件。

(2)ZF6000
结构：复合型聚晶氮化硼
特点：具有良好的耐磨性和抗冲击性能，用于高速连续精加工，半精加工。

用途：精车刹车盘，刹车盘彀发动机缸套等，灰铁，球铁，蠕墨铸铁等零件的高速加工。

立方氮化硼(CBN)砂带的特点及应用

立方氮化硼（CBN）砂带的特点及应用砂带作为一种柔性磨削工具，与固结磨具砂轮相比，具有磨削发热量小、磨削效率高以及形状保持性好等诸多优点，因此在现代的工业磨削加工过程中，其使用越来越广泛。

CBN砂带具有磨削的高效性，耐磨性好，高的加工表面质量和环保特性。

CBN硬度仅次于金刚石，而热稳定性，远远高于金刚石，对于Fe族金属及其合金工具有较大的化学惰性。

因此CBN磨料加工黑色金属及其金属材料是其他一般磨料所无法比拟的。

这就为硬而韧的难加工材料的加工供给了新的手段，金刚石适合于加工硬脆材料，CBN恰恰能与之互为补充。

CBN与一般磨料磨具相比具有以下优点：1、CBN的硬度比一般磨料高得多。

特别适合加工硬度高，韧性大，高温，强度高，热传导率低的材料，其金属磨除率也是金刚石的10倍。

2、CBN磨具的磨削性能非常优异，不仅能够胜任难磨材料的加工，提高生产效率，而且有利于严格掌控工件的形状和尺寸精度，还能有效提高工件的磨削质量，显著提高磨后工件的表面完整性，因而提高了零件的疲乏强度，延长了使用寿命，加添了牢靠性。

3、CBN磨具磨损少，使用周期长，磨削比较高，使用合理可获得良好的经济效果。

4、CBN磨具使用时，形状和尺寸变化极为缓慢，更适用于CNC数控加工中心加工高精度零件。

5、能长时间保持锋利的切削刃，故磨削力较小，有利于零件的精度和干净度的提高，还可以削减机床的动力消耗。

6、磨削温度较低，可以大大提高工件的表面质量，避开零件显现裂纹、烧伤、组织变化等等弊病，改善加工表面应力情形，有利于零件使用寿命的延长。

7、一般磨料砂带在人工使用过程中产生大量粉尘，对人体健康有害，长期使用会引发“矽肺病”。

CBN砂带重要的应用范围：1.含钨材料制品。

含钨钼和其他高速钢，特别是钒合金钢，钴合金钢，特种高速钢刀具的刃磨和粗磨。

2.由耐热钢、不锈钢和高硬度的合金结构钢制成的精密零件的精磨和终磨。

这些零件用一般磨具时因磨具磨损消耗或磨钝过快，而不能获得很高的精度。

立方氮化硼刀具(CBN刀片)资料大全

推荐刀具牌号
高硬度铸铁（硬度：HRC3568）硬钢（硬度≥HRC45）
粗加工精加工粗加工精加工粗加工精加工
BN-K1 BN-K10 BN-S10，BN-S20 BN-S200，BN-H10， BN-H11，BN-H20， BN-H21 BN-S30，BN-S300 BNK30，BN-K10
02
剥落
铣削钢和铸铁端面时，在前刀面上常出现的贝壳状剥落。出现此类情况，可通过提高切削速度、降低进给量，使用有负倒棱、刃口经过钝化处理的刀片。
03
碎断
断续切削工件时常发生的破损形式，这是由于断续切削高硬度工件时冲击载荷过大、短时间切削后即发生的早期破损，虽然切削条件适当，但切削较长时间后，没有及时换刀，由于刀具材料疲劳就发生了大块的断裂。
汽车行业
02
CBN刀具的应用
重载切削
高速切削
CBN刀具的应用
以车代磨
干式切削
3
CBN刀具的切削参数
常规切削参数华菱超硬CBN刀具切削参数切削公式
03
CBN刀具的切削参数
常ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ切削参数
粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，故一般优先选择尽可能大的切削深度ap，其次选择较大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度。精加工时，首先应保证工件的加工精度和表面质量要求，故一般选用较小的进给量f和切削深度ap，而尽可能选用较高的切削速度υ c。加工材质硬铸铁灰铸铁淬火钢耐热合金切削速度 Vc（m/min） 70 ～ 150 400 ～ 1000 60 ～ 140 100 ～ 240 进给量 Fr（mm/r） 0.15 ～ 0.5 0.15 ～ 0.5 0.15 ～ 0.5 0.05 ～ 0.3 吃刀深度 ap（mm） 0.12 ～ 2.0 0.12 ～ 2.0 0.2 ～ 2.5 0.1 ～ 2.5

立方氮化硼刀具可实现高速加工刹车盘

立方氮化硼刀具可实现高速加工刹车盘刹车盘作为汽车主要零部件之一，常采用灰铸铁作为主要加工材料，随着批量生产和原材料的价格上涨，对刹车盘制造厂带来很大的困惑，并且本身刹车盘的生产利润就很低，为了保证公司的整体利益，不断的寻找可高速切削刹车盘的刀具材料。

立方氮化硼刀片作为高效刀具车削刹车盘，可一定程度上改善制造厂的加工工艺，提高效率。

刚开始车削刹车盘时，采用的是普通车床，车削工艺为粗加工—半精加工—精加工，对刹车盘的精度，平行度要求较高，但随着大批量的生产，逐渐的数控车床代替普通车床车削刹车盘，数控车床可高转速车削刹车盘，但又出现另一个问题—刀具问题。

刚开始车削刹车盘是采用硬质合金刀具，对于普通车床和小批量刹车盘车削效果还不错，但随着批量的增加，和高转速的切削，导致硬质合进刀具出现不耐磨的现象。

硬质合金刀具车削刹车盘的切削速度最高达到350m/min，如果超过最高切削速度就会出现不耐磨现象，频繁换刀影响整体加工效率。

对于大型刹车盘加工厂，多采用流水线作业，如果车削刹车盘的工序受到影响，那么随着之后的工序同样会出现影响。

目前，针对批量生产刹车盘的厂家均采用立方氮化硼刀片车削。

立方氮化硼刀片是目前加工刹车盘效率最好的刀具，主要体现在高效，高质量，高精度车削刹车盘。

如华菱超硬就针对刹车盘的加工工艺和机床性能研发出非金属粘合剂立方氮化硼刀片BN-S30牌号和BN-K20牌号。

华菱超硬非金属粘合剂立方氮化硼刀片和传统刀片不同之处在于，采用非金属（陶瓷（作为）粘结剂，提高了工件的抗冲击韧性。

虽说现在刹车盘多数属于精铸件，但部分刹车盘还是会在铸造过程中出现一些问题，导致毛坯件刹车盘存在一些硬质点或夹砂等缺陷，传统立方氮化硼刀片遇到此类问题易崩刀，不耐磨。

而华菱超硬非金属粘合剂立方氮化硼刀片BN-S30牌号车削毛坯件刹车盘就不会出现此类问题。

如华菱超硬立方氮化硼刀片BN-S30牌号车削刹车盘，不仅可减少加工工序，而且能很好的保证工件的光洁度和平行度。

全面介绍立方氮化硼性质及在磨具、刀具应用

立方氮化硼的性质1.立方氮化硼的物理性质纯净的CBN是无色透明的。

由于原料纯度及合成工艺的影响，可呈现黑色、褐色、琥珀色、橘黄色、黄色等。

CBN的理论密度为3.48g/cm3，实际密度3.39~3.44g/cm3.常压下CBN的熔点在3000℃左右；10.5MPa压力下，熔点在3220℃左右。

室温下的热传导率为1.3KW·K-1·m-1，导热性也很好。

其热膨胀系数为3.5X10-6K-1，也较小，但稍高于金刚石。

CBN的折射率为2.117，电阻率为102~1010Ω·cm，介电常数为4.5。

2.立方氮化硼的机械性质强度：抗压强度为7.2GPa，抗弯强度为294MPa。

中国国家标准规定，对于70/80粒度，I 型CBN的单颗粒抗压强度不低于19.6N，II型CBN的单颗粒抗压强度不低于27.44N。

3.立方氮化硼的化学性质立方氮化硼的化学组成为43.6%B和56.4%N。

主要杂质有SiO2、B2O3、Al2O3、Fe、Mg、Ca等。

立方氮化硼的热稳定性和对铁族元素及其合金的化学惰性明显优于金刚石。

金刚石在500~700℃时就开始氧化，且由于反应产物是气体（CO2），金刚石的破坏会继续直到消耗完为止。

CBN在800℃以上开始与空气或氧气发生作用生成B2O3！CBN的硬度虽比金刚石低，但由于其与含铁黑色金属的化学惰性和较好的热稳定性，使其金属磨除率达到金刚石的10倍，很快地解决了淬火钢等硬而韧的难磨金属材料的加工问题。

这也是CBN得以较快发展的原因。

立方氮化硼在磨具方面的应用由于立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异，不仅能胜任难磨材料的加工，提高生产率，有利于严格控制工件的形状和尺寸精度，还能有效地提高工件的磨削质量，显著提高磨后工件的表面完整性，因而提高了零件的疲劳强度，延长了使用寿命，增加了可靠性，加上立方氮化硼磨料生产过程在能源消耗和环境污染方面比普通磨料生产好，所以，扩大立方氮化硼磨料磨具的生产和应用是机械工业发展的必然趋势。

立方氮化硼刀具(CBN刀具)牌号及切削参数选用表

华菱超硬是硬材料加工行业中知名的刀具，致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计
郑州华菱超硬材料有限公司
2014.10
加工高硬度铸铁的立方氮化硼刀具牌号说明：立方氮化硼刀具抗冲击韧性（抗断裂性能/抗崩损性能）BN-K1＞BN-S30 ＞ BN-S300 ＞BN-k10 ＞BN-K11.而高温耐磨性能顺序反之。
郑州华菱超硬材料有限公司
2014.10
立方氮化硼刀具（CBN 刀具）牌号及切削参数选用表
立方氮化硼刀具（CBN 刀具）常用的三大领域（硬钢，硬铸铁，珠光体灰铸铁和球铁）所适用的 CBN 刀具牌号及对应切削参数范围，按照图表形式概括如下，一目了然：
备注：加工硬钢时，BN-S20 和 BN-S200 牌号为整体聚晶立方氮化硼刀片，BN-H10，BN-H11，BN-H20，BN-H21 为焊接 CBN 刀刀具，致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计
郑州华菱超硬材料有限公司
2014.10
备注：切削参数可根据所用机床、系统刚性，及工件动平衡性视具体情况进行微调。
华菱超硬是硬材料加工行业中知名的刀具，致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计

立方氮化硼材料的CBN刀片与CBN砂轮知识

立方氮化硼材料的CBN刀片与CBN砂轮知识目前，CBN（立方氮化硼材料）常用语制作CBN刀具和CBN砂轮等切削工具和磨削工具用于加工黑色金属材料，实现高速切削和高速磨削，并对于难加工材料中广泛应用，不但提高加工效率而且大幅度提高了加工精度和尺寸公差。

目前CBN刀具的应用相当普遍，而CBN砂轮由于高速磨削磨床设备的经济性，普及面不广。

如何提高生产效率、降低制造成本，以具有竞争力的价格向客户提供高质量的产品，通过不断的努力，以及为了满足产品零件精度要求的CBN成形磨削工业应用，在设备投资、CBN磨轮制造成本和刀具使用寿命等方面均具有较好的经济性。

所以笔者相信，随着国内高速磨削的普及和高速磨床设备的技术发展，必将带来新的磨削技术革命，届时，CBN砂轮为基础的高速磨削将与CBN刀具一起成为高速加工的普遍性革命。

CBN（立方氮化硼）材料的知识CBN是立方氮化硼英文名称(CubicBoronNitride)的缩写，它是硬度仅次于金刚石的一种人工合成无机晶体材料，广泛地用于机械加工工业。

各工业发达国家都把CBN作为达到高效率、节约能源、超精密和操作自动化加工等目的的重要材料加以发展。

专家研究表明：当温度达到700℃左右时，金刚石的硬度会有较明显的下降趋势，而CBN材料仍能保持相当的硬度。

这说明CBN的热稳定性(红硬性)明显优于金刚石。

由于铁系金属高温时对碳元素有着很强的亲和作用，因此，由纯碳元素组成的金刚石不宜用作加工铁系金属的刀具材料。

而CBN由硼、氮两种元素组成，高温时不容易和铁系金属发生化学反应，CBN刀具的出现使得对淬火钢的切削成为了可能。

立方氮化硼刀具的知识PCBN是聚晶立方氮化硼英文名称(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)的缩写。

由PCBN刀具坯料经过切割、焊接和刃磨制成的PCBN刀具具有良好的切削性能，主要表现在以下几个方面：高硬度和耐磨性CBN的硬度仅次于金刚石，对于可切削黑色金属的刀具材料来说，PCBN刀具的硬度最高。

立方氮化硼的性能和应用

立方氮化硼的性能和应用作者：李重阳来源：《科技视界》 2014年第15期李重阳（郑州锐利超硬材料有限公司，河南郑州 450000）【摘要】立方氮化硼（cBN）是由六方氮化硼（hBN）在高温高压下合成的，因其独特的结构和性能在磨削加工行业得到广泛应用,本文就其结构、性能和主要应用范围进行简单介绍。

【关键词】立方氮化硼；热稳定性；应用1 立方氮化硼的结构和性能1.1 立方氮化硼的结构cBN具有类似金刚石的晶体结构，晶格常数相近(金刚石为0.3567nm,cBN为0.3615nm)，且晶体中的结合键基本相同，即都是沿四面体杂化轨道形成的共价键，在cBN的晶体结构，若以碳原子(C)置换氮(N)和硼(B)原子，便形成金刚石的晶体结构。

cBN最典型的几何形状是正四面体晶面与负四面体晶面的结合，常见的形态有：四面体、假八面体、假六面体（扁平的四面体） [1]。

根据cBN的B、N表面腐蚀的显微结构,四面体的cBN晶体可分为两种：一种是硼四面体，即四个表面是硼表面；另一种是氮四面体，即四个表面是氮表面。

二者的特征不同。

1.2 立方氮化硼的性能1.2.1 硬度立方氮化硼莫氏硬度为9.7（金刚石10），维氏硬度为7500（金刚石10000），仅次于金刚石。

超硬材料（立方氮化硼与立方金刚石）的共价键“键角”为109°28′。

正是这个109°28′共价键键角，使得立方氮化硼与立方金刚石具有最高的硬度而被称为超硬材料。

冯士光[2]认为超硬材料存在“三取向”10928定律，即：（1）当体系处于平衡稳定态时，109°28′是力学领域结构强度最高的取向；（2）当体系平衡稳定遭到破坏而处于不稳定状态时，109°28′是“应力能”自发高效地释放时阻力最小的“途径”取向，而裂纹走向即内在应力能释放取向的外在表征；（3）109°28′是空间结构高效、低耗的最优化取向。

1.2.2 强度强度是cBN产品分级和评定其质量的重要指标[3]。

气缸套知识汇总及立方氮化硼(CBN刀片)的应用

气缸套知识汇总及立方氮化硼（CBN刀片）的应用郑州华菱超硬材料有限公司一、气缸套的分类按照最终用途分为：乘用车气缸套、商用车气缸套、工程机械气缸套、农业机械气缸套、船用发动机及发电机组气缸套等。

按照外表面是否与液体直接接触分为：湿式气缸套、干式气缸套。

按照与缸体的配合方式分为：装配式、铸入式、压入式。

按缸套缸径分为：大、中、小口径，大口径为130mm以上，中小口径为36mm-130mm。

二、对气缸套的性能要求气缸套应有足够的强度、刚度和耐热性能，还应具有较好的耐磨性能。

工作中应有良好润滑和冷却。

缸套内表硬度通常要求大于HB200，且与活塞环硬度有良好匹配。

内表面还应有适当的粗糙度，使其具有一定贮油能力和磨合性能。

内表面应有足够的圆度和圆柱度精度，安装支承面对内孔中心应有较高的位置精度。

三、气缸套常用材质缸套一般采用含磷或含硼的耐磨合金铸铁作材料，如球墨铸铁、高磷铸铁和合金铸铁。

球墨铸铁气缸套球墨铸铁具有致密强韧的珠光体基体和球状分布的石墨，强度比普通铸铁高一倍；抗穴蚀性和耐磨新也都比普通铸铁好。

但是由于球化石墨表面积较小，其包油性比石墨片状分为的普通铸铁差，在润滑条件不良时，容易出现局部干摩擦而导致“拉缸”、为获得较好的润滑条件，希望石墨球粒的尺寸越小越好。

球墨铸铁气缸套经过适当的研磨和热处理，可以得到良好的研磨表面。

球墨铸铁的缺点是铸造工艺比普通铸铁复杂，成本较高。

高磷铸铁气缸套一般铸铁中添加磷的成分达到0.3-0.8%时成为高磷铸铁，磷在铸铁中形成网分布的三元共晶体，从而提高高硬度而获得良好的耐磨性。

其耐磨性与球墨铸铁气缸套想接近，但工艺性比球模型铸铁好，省工时，而且磷还可以改变耐腐蚀性能。

高磷铸铁的缺点是：由于含磷量增多，材质变脆，而且容易产生缩孔，造成废品。

合金铸铁气缸套在铸铁中添加镍、铬、铜等合金元素后得到的各种合金铸铁。

添加合金元素可以使材质组织均匀，珠光体致密，或促进高硬度的碳化物形成，进一步提高强度、耐磨性和耐腐蚀性。

PCBN和PCD刀具的应用

确保应用场合允许你使用两面切削刃。
合洛氏硬度值４以上的零件。 “ 是业内大多数人５那
认可的实际操作中的下限， ”他说， “ 们不去说你我不能用ＰＢ￣工较低硬度的零件，但在那应用里ＣＮＪＩ前刀面月牙洼磨损是个问题。 ” ＰＢＣＮ粗加工时，使用刀片的最大切深范围是：
表面烧结式、镶齿式刀片的正确选择。ＰＢ镶齿刀ＣＮ片在很宽范围的粗精加工应用中既经济又可靠，但有一些应用领域肯定用整体式或表面烧结式更好。粗镗中间部位有铸造飞边的汽缸套就是一个例子。如果在这里使用镶齿刀片，即使切削深度完全正确，飞边很可能不可避免偏离ＰＢ部分。而采用ＣＮ更结实的整体式或表面烧结式ＰＢＣＮ刀片一般不会发生这样的事。整体式和表面烧结式刀片还有可重磨的好处，延续的使用能抵消最初投资的高成本。整体式或表面烧结ＰＢＣＮ刀片都能很好用于带飞边的汽缸套加工，并增加防止误解的说明，整体式
产品与技术Ｐｏｕｔｒｄｃｓ＆Ｔｃｎｌｙｅｈｏｇｏ
ＰＢｌＣ３的应用ＣＮ￥ＩＤ７具：Ｐ
设计和使用ＰＢ（晶立方氮化硼）和ＰＤＣＮ聚Ｃ（晶金刚石）切削刀具的最近进展提供给不同的行聚业制造商强有力的提高生产率的新动力。如汽车Ｔ

聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具的应用领域

聚晶立方氮化硼（PCBN)刀具的应用领域P CBN刀具目前广泛的应用于高硬度难加工材料领域，但其具体的应用领域也有很多人不了解，下面就将接上上文，介绍一下PCBN刀具的应用领域。

PCBN刀具是人造立方氮化硼刀具，在高温的时候还能保持高硬度的特性，主要做加工铁件之用。

立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)是20世纪50年代首先由美国通用电气(GE)公司利用人工方法在高温高压条件下合成的，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。

1、适用于高速及超高速切削加工技术PCBN刀具最适合于铸铁、淬硬钢等材料的高速切削加工。

由PCBN刀具切削铸铁及淬硬钢时刀具后刀面磨损与切削距离的关系可以看出：当切削速度超过一定限度后，切削速度越高，PCBN刀具后刀面磨损速度反而越小，即高速切削下刀具的寿命反而高，这一特点尤其适合现代高速切削加工。

2、硬态切削加工技术的最佳刀具材料对淬硬件(硬度HRC55以上)的精加工，通常采用磨削加工方法来完成，然而随着刀具材料发展及车床(尤其是数控车床)加工精度的提高，以硬态切削代替磨削来完成零件的最终加工已成为一个新的精加工途径，这种以车代磨的工艺方法有以下优点：（1）可提高加工柔性，突破了砂轮磨削的限制，通过改变切削刃及走刀方式可以加工出几何形状各异的工件；（2）切削加工中的环保问题日益严峻，磨削加工产生的废液和废弃物越来越难以处理和清除，而且对人体有害，而硬态切削无须加冷却液，意义重大；（3）切削效率高，加工时间短，设备投资费用小，可降低加工成本；（4）切除相同体积所消耗的能量仅为磨削的20%，因此产生的切削热较少，加工表面不易引起烧伤和微小裂纹，易于保持工件表面性能的完整性；（5）同样金属去除率情况下，硬态切削较磨削节省能源。

通常用于硬态切削的刀具材料有陶瓷、TiC涂层刀片及PCBN刀具材料，但要在较高速度(1000m/min以上)下进行硬态车削，PCBN是最佳刀具材料品种。

立方氮化硼刀具特点

立方氮化硼（CBN）是一种利用超高压、超高温技术人工合成的超硬刀具材料，能加工硬质合金刀片、陶瓷刀片所不能加工的高硬度、高耐磨材料，具有加工效率高、刀具寿命长和加工质量好等特点。

其材料所制成的刀具具有这些特点，因此现在深受使用者的青睐：1、极强的化学稳定性。

立方氮化硼是化学惰性特别大的物质，与铁族材料在1200~1300℃中也不会起化学反应。

并且，立方氮化硼与各种材料的粘结和扩散作用比硬质合金小得多，特别适合加工钢铁类材料。

2、极强的化学稳定性。

立方氮化硼是化学惰性特别大的物质，与铁族材料在1200~1300℃中也不会起化学反应。

并且，立方氮化硼与各种材料的粘结和扩散作用比硬质合金小得多，特别适合加工钢铁类材料。

3、极高的硬度和良好的耐磨性。

立方氮化硼与不同材料的摩擦系数在0.1~0.3之间，远小于硬质合金的摩擦系数，因此有利于提高加工材料的表面质量。

立方氮化硼的晶粒硬度可达HV8000~9000，远高于硬质合金和陶瓷，在加工高硬度材料方面更具优势。

4、很高的热稳定性。

即使在1200℃的高温下，立方氮化硼依然能保持良好的热稳定性，比金刚石的耐热温度几乎高出一倍，因此丝毫不惧高速切削所产生的高温，可以用比硬质合金刀具高3~5倍的速度来切削。

5、导热性能好。

立方氮化硼的导热系数仅次于金刚石，是硬质合金的20倍，并且随着切削温度的提升其导热系数也会逐渐增大，有利于刀具在刀尖切削区的温度扩散。

6、可以以车代磨。

立方氮化硼（CBN）刀具不仅有很高的金属切除率，而且有很好的表面加工质量。

在切削各种淬火钢时，可以有效地代替磨削，减少加工工序，提高生产效率，且加工精度也能达到磨削的水平。

郑州重道科技有限公司专注于为用户超硬工具服务，公司旗下品牌固德工具包含了高性能陶瓷切削刀具、超硬磨料磨具（金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮）等产品，广泛应用于制造、汽车零部件制造、矿山机械等产业，多方位助力传统工业实现智能制造迈向工业4.0时代。

CBN砂轮

CBN砂轮（立方氮化硼砂轮）CBNgrindingwheel最理想的高速、高效和高精度的磨削工具一、立方氮化硼（CBN）砂轮的特点：CBN作研磨材料使用时，我们主要研究CBN 的硬度、热稳定性、化学惰性、耐磨性和导热性等。

CBN的硬度远高于其它普通磨料。

高硬度意味着切削能力更强、更锋利；CBN有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损；保持磨粒形状的能力是CBN作为高性能磨料的主要特性之一；CBN的抗压强度很高，这意味着在恶劣的条件下使用时它能保持颗粒完整而不易破碎;CBN有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。

1、高硬度、高韧性立方氮化硼（CBN）是人类合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料远远高于普通刚玉与碳化硅磨料，因而具有更佳的切削能力、更锋利2、耐高温、热稳定性好。

立方氮化硼可以承受1250-1350摄氏度的高温，比金刚石的耐热性800摄氏度还要高；在研磨和切削铁质材料时，不会出现粘屑现象，在磨削淬火钢、高钒高速钢、铝高速钢等对磨削温度较为敏感的金属材料是最理想的砂轮。

3、化学惰性强。

立方氮化硼不易和铁族元素产生化学反应，所以对于各种高速钢、工具钢、模具钢、高合金淬硬钢、铬钢、镍合金、粉末冶金钢和高温合金等温度高、硬度高、热传导率低的材料的磨削非常适宜。

4、导热性好。

CBN热导率可达刚玉砂轮的几十倍到百倍，因而能将磨削热迅速导出，减少工件热变形。

对热传导率低的材料磨削非常适宜。

各种喷涂（焊）材料：镍基、铁基等；耐磨铸铁类材料：钒—钛铸铁、高磷铸铁、冷硬铸铁等；钛合金类：如TC45、磨削性能好、加工表面质量好。

由于立方氮化硼磨具能够长期保持磨粒微刃的锋利性，会使被加工工件加工精度和表面粗糙度值都达到较为理想的效果，因此可使工件的耐用度提高10%-30%。

所以即使批量加工的工件，也会始终获得较高的形状、精度及一致性。

CBN砂轮磨削能获得高的尺寸精度和低的表面粗糙度，加工表面不易产生裂纹和烧伤，残余应力小。

立方氮化硼(PCBN)刀具在活塞加工中的应用

ＣＮ与不同材料问的摩擦系数约为０１．，Ｂ．～０３
精密加工中，已取得显著的技术和经济成果，成为以车、铣代磨削的最佳刀具之一。ＰＢＣＮ刀具作为新型
的超硬刀具已在加工行业广泛应用，在活塞加工但
行业应用的不太普遍，还有待摸索和推广。
７６
工具技术
立方氮化硼（ＣＮ）具在活塞加工中的应用ＰＢ刀
张宝国杨景飞刘涛
山东滨州渤海活塞股份有限公司
摘要：ＣＮ刀具广泛应用于加工铁系金属，ＰＢ是加工淬硬钢最有效的刀具材料，在分析了ＰＢＣＮ刀具材料性能
发动机的活塞在气缸始软化。ＰＢＣＮ在
８０Ｉ的硬度还高于陶瓷和硬质合金的常温硬度。０ｃ时Ｃ
断变换的，而且气缸的实际形状与几何基准形状也总是有偏差，在活塞运动时，活塞环相对于环槽在径
起反应。（）４具有较好的热导性
和精密加工的需要，２纪７代迅速发展起在０世０年来的超硬材料，聚晶立方氮化硼（ＣＮ是将精选而ＰＢ）
的ＣＮ晶体在高温高压下烧结而成的超硬材料，Ｂ
ＰＢＣＮ刀具在加工淬硬钢、冷硬铸铁等难加工材料和
ＣＮ的化学惰性大，还原性的气体介质中，Ｂ在对
２立方氮化硼刀具的主要性能特点
（）１高硬度与耐磨性ＣＮ晶体结构与金刚石相似，学键类型形相Ｂ化同、晶格体常数相近，此具有与金刚石相近的硬因度。ＣＮ微粉的显微硬度为８０Ｂ００～９０Ｈ其００Ｖ，ＰＢＣＮ烧结体的硬度达到３０５０Ｈ在切削耐００００Ｖ：

上海衡盾立方氮化硼刀具常用加工参数

上海衡盾工业设备有限公司
立方氮化硼刀具
在轧辊的车削加工过程中，刀具选择是加工的关键因素，上海衡盾工业设备有限公司生产的立方氮化硼刀具以卓越的抗断裂性能、良好的耐磨性能、优秀的热稳定性为机械加工行业带来一场意想不到的革命，此刀具切削寿命是硬质合金涂层刀具的几十倍，比陶瓷刀具高十多倍，切削效率是合金的刀具4-6倍。

适于加工淬硬钢、铸铁、高温合金钢等高硬度耐磨材料。

已成为陶瓷、涂层、合金刀片的最佳替代品。

表1：上海衡盾公司立方氮化硼刀具刀片常用切削用量
例如；加工高铬铁轧辊的参数；V=43m/min ap=3.5mm f=0.90mm/r ,采用的刀片是是RNGN200800。

轧辊粗车高镍铬轧辊毛坯的参数；V=23m/min ap=4.5mm f=0.5mm/r,采用的是RNGN160800。

加工渣浆泵叶轮参数：V=110m/min ap=7.5mm f=0.16mm/r,采用的是SNUN120612。

加工渣浆泵护板参数：V=70m/min ap=2mm f=0.4mm/r,采用的是SNUN120612。

加工刹车盘参数：V=400m/min ap=0.3mm f=0.3mm/r,采用的是CNUN120612。

聚晶立方氮化硼切削刀具材料及其制造技术

聚晶立方氮化硼刀具及其制造技术综述1聚晶立方氮化硼刀具概述1.1立方氮化硼氮化硼常见的有三种形态：低压形态六方氮化硼（HBN），高压形态闪锌矿立方氮化硼（CBN）和纤锌矿氮化硼（WBN）。

另外，还有菱方氮化硼（rhombohedral BN）、turbostratic氮化硼（TBN），无定型氮化硼（amorphous BN）以及pyrolytic 氮化硼(PBN)，这些都是低压形态的。

CBN是氮化硼的高压形态，是继人工合成金刚石之后出现的，利用超高压高温技术，用结构与石墨相似的六方氮化硼(HBN)转变而获得的第二种超硬材料。

性能见表1。

其硬度、导热性接近金刚石，而且具有与铁族金属不易反应的特点，是一种加工难加工黑色金属材料的理想刀具材料。

表1立方氮化硼性能表指标人造金刚石CBN硬度Ho（MPa）100000 80000~90000理论密度（g/cm3） 3.51 3.47结构晶格立方立方晶格常数 3.567 3.615最小原子间隙（Å） 1.54 1.56热稳定性（℃）700~800 1300~1400与铁族元素的反应反应惰性1.2聚晶立方氮化硼的特点与应用由于CBN单晶颗粒很小，难以获得大的单晶体，且其易解离、具有各向异性等缺点，因此一般采用烧结CBN单晶形成聚晶立方氮化硼（PCBN）以制造刀具。

PCBN是由无数细小的CBN单晶无方向性组成的。

因此PCBN刀具的韧性和抗劈裂能力比单晶制作的刀具大幅度提高，而且聚晶随切削具的磨损不断露出新的晶体，使PCBN刀具呈现优良的切削性能。

PCBN刀具具有下述优异特性:(1)它的硬度和耐磨性很高，仅次于金刚石，耐用度是硬质合金刀具的3～15倍；(2)PCBN刀具的热稳定性很高，耐热性可达1400℃，比金刚石工具(700℃～800℃)高；(3)化学惰性很大，与铁系材料直至1200℃～1300℃时也不易起化学作用，因而能对这些材料高速切削加工，且精度和表面光洁度很高，而金刚石刀具因高温下易与铁族材料发生反应而使之难以切削黑色金属材料；(4)良好的热传导性，大大高于高速钢及硬质合金，仅次于金刚石，且随温度提高，PCBN刀具的导热系数逐渐增加，可导致刀尖处切削温度的降低；(5)较低的摩擦系数。

立方氮化硼(CBN)磨具的应用技术

立方氮化硼（CBN）磨具的应用技术郑州磨料磨具磨削研究所刘一来—高速、高效、高精度、低成本的磨削技术CBN （Cubic Boron Nitride）是继人造金刚石问世之后，于1957年，由美国GE公司首先合成出的又一种超硬材料。

我国在1966年试制成功CBN，至今已有近四十年的历史了。

CBN的硬度仅低于金刚石，但具有比金刚石优越的耐热性和对铁族金属材料的化学惰性。

利用它这些优异的性能作研磨材料所制成的CBN磨具，特别适合于各类铁族金属材料的磨加工。

它和金刚石主要用于加工硬而脆的材料相互补充，使超硬材料的应用范围大大拓宽。

和普通磨料的磨具相比，CBN磨具具有高速、高效、高加工质量、长寿命、低成本的特点，可作为高速数控磨床高效、高精度磨削的首选工具。

在汽车、机床、工具、轴承等工业领域有着广泛的应用。

1、CBN的性质在把CBN作研磨材料使用时，我们主要研究它的硬度、耐磨性、强度和导热性等性质。

◆ CBN 的硬度远高于其它普通磨料。

高的硬度意味着切削能力更强、更锋利；◆ CBN 有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损。

保持磨粒形状的能力是CBN作为高性能磨料的主要特性之一；◆ CBN 的抗压强度很高，这意味着在恶劣的条件下使用时它能保持颗粒完整而不易破碎；◆ CBN 有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。

由于CBN和金刚石某些性质的不同，它们加工材料的范围也不同。

CBN适合加工的材料为工具钢、轴承钢、合金钢、超级合金、铸铁。

金刚石适合加工的材料为硬质合金、玻璃、陶瓷、金属陶瓷、铸铁。

2、CBN磨削系统CBN磨具是用不同类型的结合剂将CBN磨料粘接在一起并制成一定形状的一种工具。

它只有通过合理的磨削工艺，依靠磨床的优越性能，才能最大限度地发挥它的作用。

在研究和应用CBN磨削技术时，必须把CBN磨具、磨床、工件、修整、冷却、磨削工艺等因素纳入一个系统里来进行优化，才能获得最佳的技术和经济效果。

CBN磨削技术中要考虑的几个重要因素如下。

氮化硼刀片切削参数,氮化硼刀片吃刀量

氮化硼刀片切削参数，氮化硼刀片吃刀量氮化硼刀具与金刚石刀具同称为超硬刀具，其性质与金刚石类似，可用于高速精密切削多种材料。

氮化硼刀具的发展，大幅度地提高了劳动生产率，改善了产品质量，降低了生产成本，现如今在市场上已占有很大的份额。

今天为大家说一下氮化硼刀片切削参数，氮化硼刀片吃刀量，一起来看看吧。

氮化硼是什么？氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。

化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。

通常氮化硼刀片是指立方氮化硼刀片。

什么是立方氮化硼刀片？立方氮化硼（CBN）刀片是利用人工方法在高温高压条件下用立方氮化硼微粉和少量的结合剂合成的，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石刀具统称为超硬刀具。

立方氮化硼刀具的特点立方氮化硼（CBN）刀具包括立方氮化硼成型刀具和立方氮化硼刀片两类。

立方氮化硼成型刀具是把立方氮化硼复合层直接焊接到成型刀具上，它具有如下特点：（1）高强度和耐磨性。

CBN微观硬度大约为8000～9000HRC，仅次于金刚石9000～10000HRC。

此外，CBN刀具的耐磨性比硬度合金、陶瓷和金刚石刀具都高得多，可用于加工强硬的铸铁以及强度大、硬度高及热敏性高的钢件或其他合金材料。

（2）热稳定性好。

CBN耐热性可达1400～1500℃，在1200℃下可保持硬度不变，比金刚石几乎高出1倍。

CBN刀具具有抵抗周期性高温作用的能力，当用来高速加工高温合金时，CBN刀具的切削速度可以为硬质合金的4～6倍。

（3）良好的导热性。

CBN的导热性大大高于高速钢、陶瓷和硬质合金，且CBN刀具的导热系数随温度的提高而增大。

（4）化学稳定性极强。

CBN化学惰性大，在中性和还原性介质中对酸碱都是稳定的。

在2000℃高温情况下才与碳元素起反应，因此非常适合用于加工黑色金属。

立方氮化硼刀具的应用磨辊是磨煤机磨辊总成的重要耐磨件，其材料为BTMCr20，含有Cr、Ni、Mn及Cu等成分。

立方氮化硼刀具(CBN刀具)车削加工硬质合金材料

立方氮化硼刀具（CBN刀具）车削加工硬质合金材料引言：硬质合金除了做刀具外，亦可以作为各种耐磨耐热模具使用，如碳化钨轧辊，硬质合金冲头，硬质合金耐磨衬套等零件。

硬质合金工件的硬度大约69～81.5HRC，有的高达90HRC，对于硬质合金材料工件的车加工，采用立方氮化硼刀具，可以代替电物理加工、金刚石刀具切削和金刚石磨轮磨削。

以下是华菱超硬立方氮化硼刀具加工硬质合金材料时的案例，以及立方氮化硼刀具车削加工硬质合金材料的注意事项。

(1) 用立方氮化硼刀具（CBN刀具）车外圆：在φ40mm、长100mm的硬质合金冲头上，切去3.5 mm余量，只需25min，如用金刚石磨轮磨削，则需要215min。

(2) 立方氮化硼刀具（CBN刀片）断续车削：不仅可以连续车削硬质合金，而且可以进行断续车削。

如断续车削YG20、YG25的硬质合金套筒时，νc=30m/min，ap=0.35mm，f=0.034mm/r。

刀具的几何参数是：γo=-6°，αo=8°，κr=45°，刀具的耐用度为6 5min。

(3)用立方氮化硼刀片（CBN刀具）镗孔：在硬质合金材料衬套上镗孔，精度为IT6～IT8，表面粗糙度Ra为1.6～0.8μm。

切削用量是：νc=15m/min，ap=0.2～0.5mm，f=0.1～0.15mm/r。

刀具几何参数是：γo=-5°，αo=6°～8°，κr=45°，κ′r=15°，rε=0.5mm。

用立方氮化硼刀具镗孔的效率比用金刚石磨轮磨削高10倍左右。

)（4）缺点：用立方氮化硼刀具车削加工硬质合金时，表面粗糙度一般大于0.8μm的。

这是因为切削硬质合金时的径向分力FP 很大，导致刀具发生退让。

当νc=10m/min、ap=0.5mm、f=0.1mm/r、后刀面磨损0.05mm时，FP为400N左右;VB=0.1mm时，FP=700N;VB=0.2mm时，FP=1300 N。

刀具立方氮化硼的主要性能、特点

刀具立方氮化硼的重要性能、特点刀具料子应具备基天性能刀具料子的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工本钱等的影响很大。

刀具切削时要经受高压、
高温、摩擦、撞击和振动等作用。

立方氮化硼的硬度虽略次于石，但却远远高于其他高硬度料子。

CBN的突出优点是热稳定性比石高得多，可达1200℃以上（石为700～800℃），另一个突出优点是化学惰性大，与铁元素在1200～1300℃下也不起化学反应。

立方氮化硼的重要性能特点如下。

①高的硬度和耐磨性：CBN晶体结构与石相像，具有与石相近
的硬度和强度。

PCBN特别适合于加工从前只能磨削的高硬度料子，
能获得较好的工件表面质量。

②具有很高的热稳定性：CBN的耐热性可达1400～1500℃，比
石的耐热性（700～800℃）几乎高l倍。

PCBN刀具可用比硬质合金
刀具高3～5倍的速度高速切削高温合金和淬硬钢。

③优良的化学稳定性：与铁系料子到1200—1300℃时也不起化
学作用，不会像石那样急剧磨损，这时它仍能保持硬质合金的硬度；PCBN刀具适合于切削淬火钢零件和冷硬铸铁，可广泛应用于铸铁的
高速切削。

④具有较好的热导性：CBN的热导性虽然赶不上石，但是在各
类刀具料子中PCBN的热导性仅次于石，大大高于高速钢和硬质合金。

⑤具有较低的摩擦系数：低的摩擦系数可导致切削时切削力减小，切削温度降低，加工表面质量提高。