立方氮化硼刀具材料
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
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(CBN)刀具破损主要形态、原因的分析
立方氮化硼（CBN）刀具破损重要形态、原因的分析立方氮化硼（CBN）是纯人工合成材料，是继人造金刚石之后的另一种新型超硬材料。
立方氮化硼刀具断续切削时，损坏的重要形式是破损。
有早期和后期两种：CBN车刀片早期破损是切削刚开始或短时间切削后即发生的破损。
这时，前、后刀面尚未产生明显的磨损。
切削高硬材料或者断续切削时，最常显现这种破损。
后期破损是在加工肯定时间之后，刀具材料因疲乏而引起的破损。
其脆性破损的形态有以下几种：1、崩刃这是立方氮化硼刀具连续切削或断续切削钢和铸铁时，最常见的一种早期破损形态。
它是在切削刃上产生的小缺口，刀刃上几个小缺口或被崩掉一小块。
一般缺口尺寸与进给量相当或者稍大一些。
微崩刃的刀具在允许的磨损限度内还能连续切削。
2、剥落端铣钢和铸铁时，在前刀面上最常显现贝壳状的剥落。
立方氮化硼刀具端铣淬硬钢（HRC58—65）时，前刀面上产生的较大面积的贝壳状剥落，显现此类磨损，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。
3、碎断在切削刃上发生小块碎裂或大块断裂，而不能连续正常切削。
立方氮化硼刀具连续切削高硬材料或者断续切削时常常发生这种破损，车削淬硬钢时，由于切削速度太高在刀尖处发生小块碎裂，通常还可以重磨修复再使用。
立方氮化硼刀具断续车削（40MnNi3CrMo）低合金钢时在刀尖处发生大块断裂，这种情况，刀具不可能再重磨使用。
这是由于断续切削时冲击载荷过大、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，没有适时换刀，由于刀具材料疲乏就发生了这种大块的断裂。
4、裂纹立方氮化硼刀具在较长时间的断续切削后，有因机械冲击而引起的平行于切削刃的机械疲乏裂纹，也有因热冲击而引起的垂直于或倾斜于切削刃的裂纹。
当这些裂纹不断扩展合并后，就引起刀刃碎裂或断裂。
在实际生产中，工件无论其几何形状还是材料的物理机械性能，都远不是规定和均匀的。
例如毛坯几何形状不规定、加工余量不均匀、表面硬度不均匀以及工件表面的沟、槽、孔等，全部这一切使切削加工或多或少地总带有断续切削的性质。
超硬刀具材料――金刚石与立方氮化硼
超硬刀具材料――金刚石与立方氮化硼(二)刀具资料库 2009-03-21 05:59:09 阅读70 评论0 字号：大中小摘要：介绍了超硬刀具材料(金刚石与立方氮化硼)在加工不同工件材料时的切削数据。
工件材料包括铜、铝合金和一些难加工材料。
文中列出较多的试验数据和曲线，阐述了超硬刀具的切削性能和切削处理。
关键词：超硬材料；金刚石；立方氮化硼；刀具；切削性能；切削机理1 前言随着现代科技的发展，各种新型工件材料得到了发展和应用。
其中有不少是难加工材料，且其加工精度与技术条件的要求越来越高。
传统的刀具材料，如高速钢、硬质合金、陶瓷等常不能满足上述加工的需要，而必须采用超硬材料刀具。
由于超硬刀具材料与被加工材料之间的摩擦系数很小，制成刀具时能够刃磨、研磨出极其锋利的切削刃。
故超硬材料刀具可以进行精密切削与超精密切削。
在这一方面，金刚石刀具尤为突出，人们常用金刚石刀具对有色金属及其合金进行超精密切削。
利用超硬材料刀具有高硬度、高杨氏模量、高导热性能与低摩擦、低热膨胀的特点，故可切削各种硬材料和难加工材料。
但是，除考虑超硬刀具材料与被加工材料之间机械、物理性能和匹配以外，还应注意它们之间化学性能的匹配。
本文中将阐明PCPN刀具加工淬硬钢与冷硬铸铁的优越性，和金刚石刀具不能切削淬硬钢的原因，并列出切削试验数据。
本文还将介绍超硬材料刀具切削难加工材料(如纯Mo、纯W数种硬脆非铁质金属与非金属材料以及复合材料等)的情况，列出切削试验数据，分析切削机理。
2 聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具切削淬硬钢用PCBN刀具车削淬硬钢T10A(60～63HRC)，并与人造金刚石(PCD)、硬质合金YS8、Si3N4基复合陶瓷刀具进行对比。
图1所示为PCBN与PCD刀具的磨损曲线。
切削用量：αp=0.1mm，f=0.05mm/r，ν=84m/min刀具几何参数：γ0=0°，α0=8°PCBN：κr =45°，λs=0°，rε=0.5mm，bγ1=0.2mm，γ01=-20° PCD：rε=4mm，λs =0°，bγ1=0.2mm，γ01=-20°不加切削液。
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。
立方氮化硼(PCBN)刀具在活塞加工中的应用
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 。Ｐ Ｂ Ｃ Ｎ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 （ Ｃ Ｎ） 具在 活塞 加 工 中 的应 用 Ｐ Ｂ 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 ：Ｃ Ｎ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 Ｐ Ｂ Ｃ Ｎ刀具材料性 能
发动 机 的活 塞在气 缸 始软化。Ｐ Ｂ Ｃ Ｎ在
８０Ｉ 的硬 度还高 于 陶瓷和硬 质合金 的常温 硬 度 。 ０ ｃ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 （Ｃ Ｎ 是将 精 选 而 ＰＢ ）
的 Ｃ Ｎ晶体在高温高压下 烧结而成 的超硬材 料 ， Ｂ
ＰＢ Ｃ Ｎ刀具 在加工 淬硬 钢 、 冷硬 铸铁 等难加 工材 料和
Ｃ Ｎ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 Ｃ Ｎ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 。Ｃ Ｎ 微 粉 的 显 微 硬 度 为 ８０ Ｂ ００～９０Ｈ 其 ００ Ｖ， ＰＢ Ｃ Ｎ烧结 体 的硬 度 达 到 ３０ ５０Ｈ 在 切 削耐 ００ ００ Ｖ：
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。
立方相氮化硼
立方相氮化硼
立方相氮化硼（Cubic Boron Nitride，cBN）是一种硼氮化物，与石墨相似，具有类似的晶体结构，但其原子构型更接近金刚石（碳化硼）。
主要特性和应用包括：
1硬度：cBN是目前已知的硬度仅次于金刚石的物质。
它的硬度可与金刚石媲美，使其成为一种优秀的超硬材料。
2耐磨性：由于其出色的硬度，cBN在耐磨领域中有广泛应用，例如制造切削工具、磨削轮和其他磨损部件。
3化学稳定性：cBN对化学腐蚀的抵抗性较强，因此在一些腐蚀性环境中可以更长时间地保持其性能。
4高温稳定性：cBN在高温条件下具有优异的稳定性，使其在高温应用中成为一种理想的材料，例如高温切削和高温陶瓷制品。
5热导性：cBN具有较高的热导性，因此在一些需要良好散热性能的应用中也得到应用，比如在电子器件中的散热材料。
6超硬切削工具：由于其硬度和耐磨性，cBN广泛用于制造超硬切削工具，用于加工硬质材料，如合金、陶瓷和高温合金。
总体而言，cBN在一些特殊的工业和科学领域中发挥着重要的作用，特别是在对硬度、耐磨性和高温稳定性有极高要求的应用中。
加工刹车盘时立方氮化硼刀片材料的改进
加工刹车盘时立方氮化硼刀片材料的改进一、刹车盘的介绍车削刹车盘时，表面粗糙度和形位公差是加工质量的最基本保证，在采用数控车加工刹车盘的工序中，常采用涂层硬质合金刀片和立方氮化硼刀片，来保证工件的形位公差（平行度、平面度）和粗糙度、加工亮度，目前车削刹车盘常用的立方氮化硼刀片BN-S30牌号和BN-K20牌号，相对于涂层硬质合金刀片，由于能够实现高速切削，再加上组合刀具的设计，使刹车盘加工效率得到成倍的提高，被广泛应用于刹车盘粗车和精车工序，对于一些航空制动盘等零件，由于预留精车余量和工件材料的差异，华菱超硬研制出性能介于以上两种立方氮化硼材料中间的刀具牌号BN-S300，以下是从刹车盘工件进行试切加工经验。
二、立方氮化硼刀具材料牌号说明：BN-S30牌号立方氮化硼刀片在刹车盘加工中已经得到广泛应用，为了进一步提高刹车盘的形位公差（平行度、平面度）和粗糙度、加工亮度方面取得很好的成效，BN-S300牌号和BN-K20牌号就能够获得很好的加工表面光洁度和亮度，并使刹车盘加工效率得到成倍的提高，其中BN-S300牌号的立方氮化硼材料粒度和立方氮化硼浓度高于BN-S30，更能实现高温状态下稳定切削，两者均为立方氮化硼整体聚晶刀片；而BN-K20牌号是焊接结构CBN刀片，一般用于吃刀深度小于0.5mm的精加工中。
以上三种牌号立方氮化硼刀片均用于灰口铸铁和珠光体球墨铸铁高速切削中。
2三、BN-S30刀片加工刹车盘案例（如下图）：加工工序：粗车和半精车切削参数：ap=2.5mmFr=0.45mm/rVc=350m/min切削方式：干式切削。
BN-S30与涂层硬质合金刀具的效果对比如下：3四、BN-S300刀片加工刹车盘案例（如下图）：加工工序：精车端面刀具牌号：端面用BN-S300牌号（双刀同时切削）；内孔用BN-K20牌号切削参数：ap=0.25mmFr=0.2mm/rVc=800m/min切削方式：干式切削。
cbn材料
cbn材料CBN材料是一种新型的超硬材料，具有极高的硬度和耐磨性。
CBN是立方氮化硼（Cubic boron nitride）的简称，其硬度仅次于金刚石。
CBN材料适用于加工高硬度材料，如高速钢、硬质合金和陶瓷等。
CBN材料具有以下几个显著的特点：1. 极高的硬度：CBN材料的硬度接近于金刚石，几乎是其他常见硬质材料的两倍。
这使得CBN材料能够在加工中保持较长时间的刀具寿命，并提高加工效率。
2. 高温稳定性：CBN材料在高温下仍能保持稳定的性能，不易发生热膨胀和热震裂纹。
因此，CBN材料适用于高速、高温的切削加工过程。
3. 优异的导热性：CBN材料具有良好的导热性能，可以迅速将热量传导出去，降低加工温度，减少刀具磨损和变形。
4. 耐磨性强：CBN材料能够在高负荷和高速度下保持较长时间的使用寿命。
这种耐磨性使得CBN材料成为加工硬度较高的材料的理想选择。
5. 化学惰性：CBN材料对大多数化学介质具有较好的惰性，不易被化学物质侵蚀。
这使得CBN材料更加耐用和稳定。
CBN材料由于其卓越的性能，在工业制造领域得到了广泛应用。
例如，CBN砂轮可用于高速切削、精密磨削和超精密加工；CBN刀具可用于切削硬质材料和精密加工高硬度钢；CBN涂层可以提高刀具的耐磨性能等。
值得一提的是，虽然CBN材料的硬度优于其他材料，但在实际应用中，CBN材料仍存在其它一些局限性。
比如，CBN材料的价格较高，制备难度较大，限制了其大规模应用；此外，CBN材料也不适用于加工铁系材料，因为CBN材料对铁具有较高的亲和力，容易形成刀具焊接。
总之，CBN材料是一种卓越的超硬材料，具有极高的硬度和耐磨性，以及优异的导热性和高温稳定性。
CBN材料在工业制造领域有着广泛的应用前景，尤其适用于加工硬度较高的材料，如高速钢、硬质合金等。
尽管CBN材料存在一些局限性，但随着科技的进步，CBN材料的制备技术不断改进，相信其在未来将有更广泛的应用。
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。
粗车加工高铬铸铁用立方氮化硼刀片型号方案
粗车加工高铬铸铁用立方氮化硼刀片型号方案加工高铬铸铁，因高铬铸铁硬度较高，毛坯一般伴随着气孔，沙眼，包砂等铸造缺陷，对刀具的抗冲击性、耐高温、耐磨损性能要求很高。
BN-K1材质立方氮化硼刀片性能：此材质立方氮化硼刀片硬度及耐磨性能优异之外，抗冲击韧性最好，不宜崩损，可对轧辊拉荒粗车，是目前抗冲击的高硬度立方氮化硼刀具材质。
除了适合加工高铬铸铁外，还适合加工冷硬铸铁、高镍铬合金铸铁，含硼高速钢铸造轧辊，半钢轧辊等。
1、粗车加工高铬铸铁难点：加工此类高铬铸铁件，因高铬铸铁硬度较高，毛坯一般伴随着气孔，沙眼，包砂等铸造缺陷，对刀具的抗冲击性、耐高温、耐磨损性能要求很高。
BN-K1材质立方氮化硼刀片性能：此材质立方氮化硼刀片硬度及耐磨性能优异之外，抗冲击韧性最好，不宜崩损，可对轧辊拉荒粗车，是目前抗冲击的高硬度立方氮化硼刀具材质。
除了适合加工高铬铸铁外，还适合加工冷硬铸铁轧辊、高镍铬轧辊，含硼高速钢铸造轧辊，半钢轧辊等。
2、粗车加工高铬铸铁，我们需要和客户交流如下信息以确定立方氮化硼刀片方案：加工方式（粗、精）以确定刀具的大致尺寸型号。
确定所用刀柄的主偏角和刀杆的尺寸（长*宽*高）；一般根据轧辊“长径比”选择，细长轧辊常用90度或75度机夹车刀，“粗壮”轧辊常用45度或圆弧车刀加工。
3、粗车加工高铬铸铁常用立方氮化硼刀片型号：高铬铸铁轧辊辊身加工：刀杆CRGNR/L 圆形刀片RNUN200800 RNMN160800 RNMN12040045度或75度车刀CSSNR/L或CSRNR/L 方形刀片SNMN150716或SNMN120712或SNMN120412（08）；95度车刀CCLNR/L 刀片CNMN1207或CNMN1204。
高铬铸铁轧辊孔型加工：CRDCN4040（3232）刀片RCGX圆锥底或V型槽孔型刀片。
4、高铬铸铁常见零部件有：轧辊，渣浆泵（杂质泵，泥浆泵，水泵）泵体，叶轮，护板，泥浆泵缸套高铬铸铁材质有：Cr15Mo3，Cr15Mo2Cu，KmTBCr12 ，Cr20 Cr26。
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。
多晶立方氮化硼
李启泉
多晶立方氮化硼(PCBN)是加工淬硬铁族金属及合金的性能优异的 刀具材料。 但是由于CBN的合成是在超高压高温条件下实现的，受到高压腔体 的限制和合成技术方面的困难，要想得到高质量的大颗粒CBN单晶十 分困难。 通常CBN单晶的尺寸都在0.5mm以下。就是用晶种-温度梯度法合 成的大单晶，其尺寸也不过在3mm左右。作为刀具用，尺寸还太小。 其次，立方氮化硼单晶虽然很硬，但受晶体解理机构的影响，在有些 加工应用中，还显得不够理想。在这种情况下，CBN聚晶特别是带衬 底的聚晶复合片应运而生。 一是解决了CBN的尺寸问题，现在已经能够制造出颗粒尺寸在 0.5~50mm的大块的PCBN材料。 二是由于材料是属多晶组织，不存在解理问题，使PCBN材料的韧 性得到了大幅度的提高。正因为如此，多晶立方氮化硼得到了迅速的 发展。
• 4.高的化学惰性 PcBN本身结构稳定，化学惰性大，与其它材料的亲和力小，不易 发生化学反应，与铁族材料直至1200～1300℃时也不易起化学作用。 因此在高温高压和高速运动的切削条件下，PcBN刀具几乎不发生因 粘结和化学扩散而引起的磨损。试验证明，cBN颗粒在空气中加热到 1000℃时，其晶体氧化后在表面产生一层氧化硼薄膜，它可防止进一 步氧化；不过，cBN在高温下与水起化学反应，由于水解作用造成大 量cBN被磨耗；因此，切不可用水或水溶性润滑剂作为润滑冷却液， 在高温下切削最好是干式切削。 • 5.良好的导热性 PcBN的导热系数为79.54 W/m·K，仅次于金刚石的146.5 W/m·K， 大大高于硬质合金，并且随着温度的升高，PcBN的导热系数逐渐增 大，这可有利于刀具切削区的温度和热量扩散，提高刀具的耐用度。 • 6.较低的摩擦系数 PcBN与不同材料的摩擦系数约为0.1～0.3，较低的摩擦系数使切 削力减小，切削温度降低，不易产生积屑，有利于降低加工材料的表 面粗糙度。
CBN立方氮化硼
立方氮化硼立方结构的氮化硼，分子式为BN,其晶体结构（图1）类似金刚石，硬度略低于金刚石，为HV7200A 98000兆帕，常用作磨料和刀具材料。
1957年，美国的R.H.温托夫首先研制成立方氮化硼。
1简介编辑立方氮化硼cubic boron n itride立方结构的氮化硼，分子式为BN其晶体结构（图1）类似金刚石，硬度略低于金刚石,为HV7200A98000兆帕，常用作磨料和刀具材料。
1957年,美国的R.H. 温托夫首先研制成立方氮化硼。
很长一段时间里，立方氮化硼被认为在自然界不存在，直至2009年，美国加州大学河滨分校、劳伦斯2利弗莫尔国家实验室的科学家和来自中国、德国科研机构的同行一起，在中国青藏高原南部山区地下约306公里深处古海洋地壳的富铬岩内找到了这种矿物，其在大约1300摄氏度高温、118430个大气压的高压条件下形成了晶体。
该团队以中国地质科学院地质研究所教授方青松的名字将新矿物命名为qingsongite （后缀ite表示矿物）。
国际矿物学协会在2013年8月正式承认了这是一种新的矿物一一立方氮化硼。
其原子结构与金刚石中的碳原子结构类似，因此它具有高密度的特性，硬度可媲美钻石，常被用作磨料和刀具材料。
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。
誉1立弓委.化的毒襁立方氮化硼是由六方氮化硼和触媒在高温高压下合成的，是继人造金刚石问世后出现的又一种新型高新技术产品。
它具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，以及良好的透红外形和较宽的禁带宽度等优异性能，它的硬度仅次于金钢石，但热稳定性远高于金钢石，对铁系金属元素有较大的化学稳定性。
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，还能有效地提高工件的磨削质量。
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。
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立方氮化硼刀具材料。
立方氮化硼(CBN)是纯人工合成的材料,是20世纪50年代末用制造金刚石相似的方法合成的第二种超材料——CBN 微粉。
立方氮化硼(CBN)是硬度仅次于金刚石的超硬材料。
虽然CBN的硬度低于金刚石,但其氧化温度高达1360℃ ,且与铁磁类材料具有较低的亲和性。
因此,虽然目前CBN还是以烧结体形式进行制备,但仍是适合钢类材料切削,具有高耐磨性的优良刀具材料。
CBN具有高硬度、高热稳定性、高化学稳定性等优异性能,因此特别适合加工高硬度、高韧性的难加工金属材料。
PCBN刀具是能够满足先进切削要求的主要刀具材料,也是国内外公认的用于硬态切削,高速切削以及干式切削加工的理想刀具材料。
PCBN刀具主要用于加工淬硬钢、铸铁、高温合金以及表面喷涂材料等。
国外的汽车制造业大量使用PCBN刀具切削铸铁材料。
PCBN刀具已为国外主要汽车制造厂家各条生产线上使用的新一代刀具。
陶瓷刀具。
与硬质合金相比,陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和耐磨性。
因此,加工钢材时,陶瓷刀具的耐用度为硬质合金刀具的10～20倍,其红硬性比硬质合金高2～6倍,且化学稳定性、抗氧化能力等均优于硬质合金。
陶瓷刀具材料的强度低、韧性差,制约了它的应用推广,而超微粉技术的发展和纳米复合材料的研究为其发展增添了新的活力。
陶瓷刀具是最有发展潜力的高速切削刀具,在生产中有美好的应用前景,目前已引起世界各国的重视。
在德国约70%加工铸件的工序是用陶瓷刀具完成的,而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具总量的8%～l0%。
涂层刀具。
涂层材料的发展,已由最初的单一TiN涂层、TiC涂层,经历了TiC-112o3-TiN 复合涂层和TiCN、TiA1N等多元复合涂层的发展阶段,现在最新发展了TiN/NbN、TiN/CN,等多元复合薄膜材料,使刀具涂层的性能有了很大提高。
硬质涂层材料中,工艺最成熟、应用最广泛的是TiN。
(氮)化钛基硬质合金(金属陶瓷)金属陶瓷与由WC构成的硬质合金不同,主要由陶瓷颗粒、TiC和TiN、粘结剂Ni、Co、Mo等构成。
金属陶瓷的硬度和红硬性高于硬质合金而低于陶瓷材料,横向断裂强度大于陶瓷材料而小于硬质合金,化学稳定性和抗氧化性好,耐剥离磨损,耐氧化和扩散,具有较低的粘结倾向和较高的刀刃强度。
三、高速切削刀具的具体应用情况
理想的刀具材料应具有较高的硬度和耐磨性,与工件有较小的化学亲和力,高的热传导系数,良好的机械性能和热稳定性能。
理想的刀具使得高速硬切削能够作为代替磨削的最后成型工艺,达到工件表面粗糙度、表面完整性和工件精度的加工要求。
硬质合金刀具具有良好的抗拉强度和断裂韧性,但由于较低的硬度和较差的高温稳定性,使其在高速硬切削中的应用受到一定限制。
但细晶粒和超
细晶粒的硬质合金由于晶粒细化后,硬质相尺寸变小,粘结相更均匀地分布在硬质相的周围,提高了硬质合金的硬度与耐磨性,在硬切削中获得较广泛应用。
陶瓷刀具和CBN刀具是在高速硬车削和端面铣削中最常用的刀具。
它们所具有的高硬度和良好的高温稳定性,使其能够承受在硬切削过程中高的机械应力和热应力负荷。
与陶瓷刀具相比,CBN刀具拥有更高的断裂韧性,因此更适合断续切削加工。
为保证工件较高的尺寸精度和形状精度,高的热传导率和低的热膨胀系数也应是刀具材料所应具有的重要性质。
因此,具有优良综合性能的CBN刀具是最适合用于高速硬切削的刀具。
聚晶金刚石刀具的硬度虽然超过立方氮化硼刀具,但即使在低温下,其对黑色金属中铁的亲和力也很强,易引起化学反应,因此不能用于钢的硬切削。
一般而言,PCD刀具适合于对铝、镁、铜等有色金属材料及其合金和非金属材料的高速加工;而CBN、陶瓷刀具、涂层硬质合金刀具适合于钢铁等黑色金属的高速加工。
故在模具加工中,特别是针对淬硬性模具钢等高硬度钢材的加
工,CBN刀具性能最好,其次为陶瓷刀具和涂层硬质合金。
结论
高速切削技术的问世改变了人对传统切削加工的思维和方式,极大提高了加工效率和加工质量。
而高速切削与模具加工的结合,改变了传统模具加工的工序流程。
高速切削刀具作为高速切削技术的关键,随着技术的不断完善,将为模具制造带来一次全新的技术革新。