CBN刀具的特性及应用案例
CBN刀具的特性及应用案例（精）
CBN刀具的特性及应用案例（精）CBN 刀具的特性及应用案例CBN 刀具是由立方氮化硼制作而成的刀具。
CBN 是氮化硼(BN 的同素异构体之一,结构与金刚石差不多,利用超高温超高压技术人工合成的超硬材料。
CBN 刀具分为焊接式 CBN 刀具和整体式 CBN 刀具。
焊接式 CBN 刀具是以硬质合金作基体,只在刃口上镶焊有 CBN 复合层,整体式CBN 刀具是通体都是一种材料。
两者的区别在于焊接式CBN 刀具适合精加工工序,只能加工背吃刀量ap ≤ 0.3mm 以下的工件,而整体式 CBN 刀具可以加工余量为0.3mm 以上的工件, 适合粗加工和半精加工工序。
CBN 刀具的特性为:(1具有较高的硬度和耐磨性;(2具有很高的热稳定性;(3具有优良的化学稳定性;(4具有较好的导热性;(5具有较低的摩擦系数。
CBN 刀具适合加工的材料范围:高硬度铸铁、热处理之后的高硬度工件加工(淬硬钢HRC ≥ 50 、灰铸铁球墨铸铁、和高温合金等材料。
以下是华菱超硬刀具针对各种材料的加工进行分析。
一、加工高硬度铸铁材料对于 HSD75以上的铸铁加工(如高硬度轧辊,因硬度较高,毛坯一般伴随着气孔,沙眼,包砂等铸造缺陷,对刀片的抗冲击性、耐高温、耐磨损性能要求很高;适合此材料的CBN 刀具为BN-K1牌号,此牌号保持了CBN 刀具硬度及耐磨性能优异之外,抗冲击韧性较好,不宜崩损,能承受较大的切削深度, 适合大余量粗加工高硬度铸铁,也适用于精加工工序。
以加工以镍铬合金铸铁轧辊加工为例,轧辊硬度:HSD80, 刀具牌号:BN-K1, 切削参数:ap=4mm , Fr=1mm/r, Vc=55m/min,切削方式:干式切削。
加工效果:BN-K1牌号与某陶瓷刀具相比刀片寿命长,遇到气孔,砂眼不崩刀。
二、加工热处理后的高硬度工件材料经过热处理后的工件硬度高,加工较困难,陶瓷刀具脆性大遇到断续切削会产生崩刀(如淬火后齿轮加工端面,端面部位有螺栓孔等,华菱针对淬火钢断续切削推出的 CBN 刀具 BN-H20牌号和 BN-S20牌号,两者的区别在于 BN-H20牌号适合加工中等断续切削, BN-S20牌号加工强断续切削。
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
住友CBN材质刀具
住友CBN系列 （CBN烧体刀具--沃斯顿）
1977年住友电工在日本最先成功的开发出具有划时代意义的CBN烧结体刀具。 住友CBN是以CBN（立方氮化硼）为主要成分，加入特殊陶瓷成分作为结合剂，在 超高压温度的条件下烧结而成，与原来的刀具材质相比，具有各更高的硬度和更 优异的耐热性。由于这些特性 住友CBN可以加工以往只能依赖磨削的淬火钢及 高硬度铸铁等难削材，且能够高速精加工铸铁，发挥诸如刀具的长寿命化等优异 性能。 1.住友CBN因为与铁系金属的亲和性低，所以主要被用于铁系金属切削加工。 2.住友CBN大致可以分三类。A类是由CBN粒子直接结合而成,CBN含量,适合加工铸 铁,耐热合金,硬质合金等高硬度材. B类是采用特殊陶瓷结合将CBN粒子结合在 一起,CBN粒子之间结合力大,加工淬火件,铸铁等材质,有优异的耐磨性和韧性. C类是在住友CBN上涂盖特殊陶瓷的涂层住友CBN,依靠CBN烧结体母材和涂层膜分 担对切削刀具材料的硬度,韧性,耐热性,耐氧化性等 .
C
-沃斯顿）
意义的CBN烧结体刀具。 瓷成分作为结合剂，在 具有各更高的硬度和更 能依赖磨削的淬火钢及 刀具的长寿命化等优异
铁系金属切削加工。
成,CBN含量,适合加工铸 瓷结合将CBN粒子结合在 优异的耐磨性和韧性. 烧结体母材和涂层膜分 氧化性等 .
更多咨询--0755-29599108--沃斯顿 住友刀具
种类 A B 材质名 适用被削材 特征 CBN粒子直接 BN700 BN7000 铸铁K 烧结合金,难削 结合 BN7500 BNS800 材S BN1000 BN2000 CBN粒子为主 淬火钢H BN350 BNX10,20 的结合材 更多咨询--0755-29599108BNX25 BN500 --沃斯顿 住友刀具 BNC2010 BNC2020 CBN烧结体涂 BNC300 淬火钢H BNC100 层 BNC160 BNC200 BNC500 铸铁K
以车代磨加工淬火钢CBN刀具方案(含
展开全文CBN是聚晶立方氮化硼的英文Cubic Boron Nitride的缩写，非常坚硬，显微硬度HV700~9800Mpa，硬度和钻石硬度相似，导热系数高，能够承受较高的切削温度。
淬火钢强度高、硬度高、塑性低、切削力大、切削温度高，对刀具的耐崩碎、耐磨损、导热性能要求非常高，根据目前的加工工艺，CBN刀具是非常适合加工淬火钢的刀具，本文就车削、铣削、镗削（镗孔）、切槽加工淬火钢的CBN刀具方案分享。
车削加工淬火钢的CBN刀具方案车削加工是机械加工中应用非常的切削工艺，又详细分为粗车、精车、连续车削和断续车削等；按照加工部位又有外圆车刀、内孔车刀、端面车刀等。
（1）粗车加工淬火钢的CBN刀具及其案例刀具牌号：BN-S20加工范围：高强度钢、轧制硬钢、耐热耐磨钢、镍基合金及其表面硬化材料，淬火钢硬度HRC45以上，如20CrMnTi渗碳淬火钢、淬火GCr15轴承钢、Cr12MoV淬火模具钢、M42粉末高速钢等。
适合工况：连续车削，断续车削适用机床：普通车床，数控机床，加工中心应用领域：大型齿轮、滚珠丝杠、风电轴承、大型轴承套圈、高速钢模具、矿山机械行业-高锰钢轧臼壁等；常用型号：SNMN150716，CNMN120712，SNMN120712，RNMN120700，RCMX090700等（2）连续精车淬火钢的CBN刀具刀片牌号：BN-H05,BN-H10适合工况：连续车削，微断续车削常用型号：CNGA120408，CCGW09T304（3）断续精车淬火钢的CBN刀具及其应用案例刀片牌号：BN-H21适合工况：强断续车削常用型号：WNGA080408，CNGA120408铣削加工淬火钢的CBN刀具及其应用案例刀片牌号：BN-S20，BN-H10，BN-H21铣刀类别：CBN标准铣刀片，CBN立铣刀应用场景：高速钢薄片加工，高速钢沟槽切削，薄件加工，陶瓷加工，镜面切削，硬质合金切削等加工范围：各类淬火钢，碳素工具钢、陶瓷、合金钢、轴承钢、高速钢等工件，工件硬度HRC30-70；耐热合金工件，YG类硬质合金工件。
cbn涂层及其在刀具上的应用
cbn涂层及其在刀具上的应用随着现代切削技术的发展，金属切除率不断提高。
1900年，用碳素工具钢刀具车削标准钢棒(500mm×100mm)需用时约100分钟，20世纪50年代采用硬质合金刀具后，加工时间缩短为几分钟。
1969年开始采用涂层硬质合金刀具，最初用涂层刀片切削标准钢棒需用时1.5min，而采用gc1025和gc015涂层刀片使加工时间进一步缩短到1.25min和1min。
通过对加工过程进行分析可知，要提高切削速度、降低切削成本，在所有加工因素中最经济的办法就是应用新型刀具材料。
刀具表面涂层是提高刀具寿命、降低切削成本的有效手段。
刀具涂层不仅可以提高刀具的表面硬度，增强其耐磨性，而且可以减小刀具表面摩擦系数，增加润滑能力，提高切削速度，减少换刀次数，提高被加工零件的精度和表面质量，从而提高生产效率。
目前，在工业发达国家，涂层刀具已占所用全部刀具的80%以上，而我国这一比例尚不及20%，因此推广涂层刀具的应用、开发新的涂层刀具材料具有重大意义。
1. cbn的性能特点cbn（cubic boron nitride,立方氮化硼）是继人工合成金刚石之后出现的另一种超硬无机材料，它除了具有许多与金刚石类似的优异物理、化学特性，如超高硬度(仅次于金刚石)、高耐磨性、低摩擦系数、低热膨胀系数等，同时还具有一些优于金刚石的特性（cbn与金刚石的性能对比见表1）。
与金刚石不适合加工钢铁材料不同，cbn对铁族金属具有极为稳定的化学性能，因此可广泛用于钢铁制品的精密加工、研磨等。
cbn除具有优良的耐磨损性能外，其耐热性也极为优良，在相当高的切削温度下也能切削耐热钢、淬火钢、钛合金等，并能切削高硬度的冷硬轧辊、渗碳淬火材料以及对刀具磨损非常严重的sial合金等难加工材料。
表1 cbn与金刚石的性能对比性能――cbn――金刚石晶体结构――闪锌矿――金刚石晶格常数(a°)――3.615――3.567密度(g·cm-3)――3.48――3.515显微硬度(mpa)――46042～84337――>;88260弹性模量(gpa)――700――1000热膨胀系数(×10的-6次方/℃)――4.7――3.1化学稳定性――与fe系金属不反应，大气中至1000℃不氧化――与fe系金属反应，大气中600℃以上氧化热稳定性――真空中，温度至1550℃才发生从cbn至hbn的相变――真空中，温度超过1300℃，金刚石开始向石墨转变cbn并不是天然存在的，需要靠人工合成，合成cbn的传统方法是高温高压法。
一篇文章让你读懂立方氮化硼刀具的性能优势及加工领域
一篇文章让你读懂立方氮化硼刀具的性能优势及加工领域随着现代技术和切削技术的不断发展，很多刀具材料相继出现，刀具发展由高速钢刀具—硬质合金刀具—吐涂层硬质合金刀具—陶瓷刀具—立方氮化硼刀具。
其中立方氮化硼刀具1970年开始使用于切削刀具，并且由于其良好的加工性和可高速切削的性能，使之成为加工高硬度难加工材料的手选择刀具材料。
接下来就具体介绍一下立方氮化硼刀具的性能优势及加工领域。
一、立方氮化硼刀具的性能（1）硬度高，耐磨性好：立方氮化硼刀具的硬度仅此与金刚石刀具，和金刚石刀具统称为超硬刀具。
由于其较高的硬度也使立方氮化硼刀具具有良好的耐磨性。
（2）具有很高的热稳定性：耐热性可达1400℃～1500℃，比金刚石的耐热性(700℃～800℃)高出一倍，是刀具材料中耐热性最高的，故可加工高温合金材料。
（3）具有很好的化学稳定性：与铁系材料到1200℃～1300℃不起化学作用。
（4）良好的导热性：CBN的导热系数(79.54 W/m.k)仅次于金刚石(146.5 W/m.k)，随着切削速度的提高，CBN的导热系数也逐渐增高。
这有利于降低切削区的温度而减少扩散磨损。
二、立方氮化硼刀具的分类立方氮化硼刀具分为整体聚晶立方氮化硼刀具和焊接式立方氮化硼刀具。
整体聚晶立方氮化硼刀具是通体都是一种牌号—立方氮化硼，此刀片中间没有孔，属于机夹可转位刀具,需专门配置刀杆；二焊接式立方氮化硼刀具是只有刃口部位是立方氮化硼材料，基体是硬质合金材质。
此类中间有中心孔，其配备刀杆和硬质合金刀具的刀杆通用。
三、立方氮化硼刀具的应用随着切削技术的不断发展，立方氮化硼刀具广泛应用于高硬度难加工材料的加工。
（1）立方氮化硼刀具可以车代磨，硬车削高硬度难加工材料由于立方氮化硼刀具具有较高的硬度和耐磨性，红硬性。
所以采用华菱超硬整体聚晶立方氮化硼刀具可以车代磨硬车削高硬度难加工材料。
（2）高速切削随着现代技术的发展，由于部分工件如汽车零部件刹车盘、制动鼓均属于批量生产，由数控车床铸件替代普通车床加工刹车盘、制动鼓。
CBN刀具在汽车刹车盘运用效率高
CBN刀具在汽车刹车盘运用效率高汽车零部件制造工艺的不断更新，对刀片也提出了高精度、高效率、长寿命等要求。
同时，切削技术对刀具性能的要求也越来越高。
由于刀片在使用中和操作人员接触较密切，用户对其低劳动强度、低皮肤刺激性和低气味等要求也越发严格。
聚晶立方氮化硼（Polycrystalline Cubic Boron Nitride,PCBN）作为利用人工方法合成的硬度仅次于天然金刚石的新型刀具材料，是目前高速切削铁系金属最合适的刀具材料之一。
它良好的热硬性（耐热达1400°C~1500°C）、抗氧化性（在1200~1300°C也不与铁系材料发生化学反应）和抗断裂韧性赋予PCBN系列刀片在实际切削中表现出极其优秀的特性。
目前60%PCBN刀具用于汽车制造业，包括用于汽车发动机箱体、刹车盘、刹车鼓、转动轴、曲轴减震器等。
随着现代制造业的快速发展，为了PCBN刀具的应用提供很好的契机。
富耐克作为超硬材料及制品行业的领军企业致力于金属加工行业的立方氮化硼材料及制品的探索和研究。
今年来富耐克公司依靠自身生产原材料的优势，加上国际顶尖的磨加工设备使富耐克PCBN整体刀片（成FBN）在质量上迅速提高。
随着研究制造的日益深入，FBN系列刀具现已形成系列化，从而带来了应用的专业化。
整体式刀片的推出，客服了由于焊接式PCBN刀片尺寸小引起的切削深度限制和由于加工过程中焊接点失效引起的PCBN失效风险。
但是由于以前国内制造业习惯采用硬质合金和普通的磨料磨具加工铁系金属，从而限制了PCBN刀具的应用。
FBN系列刀具的出现彻底改变了这个观念，在汽车工业等重点用户进行难加工材料的切削方面，FBN系列刀片优势凸显。
从原先只有一个刃口的钎焊式刀片发展到整体聚晶刀片（多至8个刃口）。
从单一精加工刀片发展到可用于重载切削的粗精一体加工刀片，从贵族刀片发展到贫民化刀片。
富耐克立方氮化硼整体聚晶刀片完成了PCBN刀片在金属切削应用领域的飞跃。
cBN涂层及其在刀具上的应用_1
cBN涂层及其在刀具上的应用随着现代切削技术的发展，金属切除率不断提高。
1900年，用碳素工具钢刀具车削标准钢棒(500mm×100mm)需用时约100分钟，20世纪50年代采用硬质合金刀具后，加工时间缩短为几分钟。
1969年开始采用涂层硬质合金刀具，最初用涂层刀片切削标准钢棒需用时1.5min，而采用GC1025和GC015涂层刀片使加工时间进一步缩短到1.25min和1min。
通过对加工过程进行分析可知，要提高切削速度、降低切削成本，在所有加工因素中最经济的办法就是应用新型刀具材料。
刀具表面涂层是提高刀具寿命、降低切削成本的有效手段。
刀具涂层不仅可以提高刀具的表面硬度，增强其耐磨性，而且可以减小刀具表面摩擦系数，增加润滑能力，提高切削速度，减少换刀次数，提高被加工零件的精度和表面质量，从而提高生产效率。
目前，在工业发达国家，涂层刀具已占所用全部刀具的80%以上，而我国这一比例尚不及20%，因此推广涂层刀具的应用、开发新的涂层刀具材料具有重大意义。
1. cBN的性能特点cBN（Cubic Boron Nitride,立方氮化硼）是继人工合成金刚石之后出现的另一种超硬无机材料，它除了具有许多与金刚石类似的优异物理、化学特性，如超高硬度(仅次于金刚石)、高耐磨性、低摩擦系数、低热膨胀系数等，同时还具有一些优于金刚石的特性（cBN与金刚石的性能对比见表1）。
与金刚石不适合加工钢铁材料不同，cBN对铁族金属具有极为稳定的化学性能，因此可广泛用于钢铁制品的精密加工、研磨等。
cBN除具有优良的耐磨损性能外，其耐热性也极为优良，在相当高的切削温度下也能切削耐热钢、淬火钢、钛合金等，并能切削高硬度的冷硬轧辊、渗碳淬火材料以及对刀具磨损非常严重的SiAl 合金等难加工材料。
表1 cBN与金刚石的性能对比性能――cBN――金刚石晶体结构――闪锌矿――金刚石晶格常数(A°)――3.615――3.567密度(g·cm-3)――3.48――3.515显微硬度(MPa)――46042～84337――88260弹性模量(GPa)――700――1000热膨胀系数(×10的-6次方/℃)――4.7――3.1化学稳定性――与Fe系金属不反应，大气中至1000℃不氧化――与Fe 系金属反应，大气中600℃以上氧化热稳定性――真空中，温度至1550℃才发生从cBN至hBN的相变――真空中，温度超过1300℃，金刚石开始向石墨转变cBN并不是天然存在的，需要靠人工合成，合成cBN的传统方法是高温高压法。
立方碳化硼刀具切削参数
郑州众城工具CBN刀具简介立方氮化硼硬度与耐磨性仅次于金刚石，为硬质合金刀具的50倍，比涂层刀具高30倍，为陶瓷刀具的25倍，是目前最有效的加工铁族元素最有效的刀具。
CBN刀具具有比陶瓷刀具更高的冲击强度和抗破裂性而且对于刚性较低的机床也能切削硬金属。
CBN刀具能承受大功率粗加工的切削载荷、断续切削的击打和精细加工所需的热和磨损性能。
具有刃口重载条件下高速加工要求的高导热性和韧性以及用于严重断续切削。
温度高到2000℃是还有极佳的红硬性。
CBN含量高的材质等级用于珠光体灰铸铁。
CBN含量低的材质等级用于淬硬黑色金属加工。
干车淬硬工件替代肮脏的强化冷却的磨削加工更具吸引力。
CBN是一种硬车和高速铣特别喜欢的刀具材料。
CBN优点：使光洁度达到Ra0.1以上；材料切削率高，缩短加工周期，提高生产零件数量，加工参数更快更高，提升零件质量，尺寸控制卓越，表面精度一致，增长机械有效运作时间，不需投资新设备即可提高生产效能。
CBN刀具加工效果如下：工件材质牌号及规格切削参数渣浆泵轧辊Ni、Cr耐磨铸铁RNMN2010 V=70-140m/min f=0.4mm/r ap=5-8mm 砸臼壁磨辊ZGMn13 RNMN2008 v=100-150m/min f=0.45mm/r ap=6mm刹车盘鼓缸套合金铸铁SNMN090404 V=400-800m/min f=0.2mm/r ap=0.3mm离合器压盘HT250 RNMN1204 V=600-1000m/min f=0.15mm/r ap=0.2mm轴承支承轴承钢50Mn RCMX1207 V=80-120m/min f=0.18mm/rap=2mm 半轴套管淬火钢TNMA160416 V=150m/min f=0.15mm/r ap=0.5mm丝杠高速钢SCMN0904 v=45m/min ap=0.2mm还有其他很多材料正在推广中……我们郑州众城工具有限公司，以质量为生命，以客户满意为标准，诚信做事，诚实做人。
CBN刀具硬车轴承优势及应用，大型号轴承硬车，刀具只是一部分
CBN刀具硬车轴承优势及应用，大型号轴承硬车，刀具只是一部分CBN刀具硬车轴承优势及应用导读：随着超硬刀具（CBN刀具）的研制应用，在许多冷加工中，磨削可以被车削所取代。
本文介绍了轴承套圈的硬车加工工序，工件表面粗糙度达到Ra0.4-Ra0.8，满足轴承精度要求。
随着科技的发展，对大型、特大型轴承精度的要求越来越高，公差等级要求达到P5，P4的范围越来越广，通常情况下，大型轴承在机械加工方面主要依靠数控立式车床和立式磨床，由于受一般数控立式车床加工精度限制，磨加工工序的余量较多，磨削时间较长，效率较低。
随着超硬刀具（CBN刀具）的研制应用，在许多冷加工中，磨削可以被车削所取代。
本文介绍了轴承套圈的硬车加工工序，工件表面粗糙度达到Ra0.4-Ra0.8，满足轴承精度要求。
1、硬车轴承的CBN刀具特点CBN刀具是目前加工黑色金属脆硬材料的优选材质，具有很高的硬度和耐磨性，是目前已知的第二高硬度的物质，加工高硬度材料时可减少大型零件加工中的尺寸偏差和尺寸分散性。
CBN刀具具备很高的热稳定性和高温硬度，当切削温度较高时，会使被加工材料软化，与刀具间硬度增大，有利于切削加工进行，但对刀具寿命影响不大。
CBN刀具具备很高的抗氧化能力，与铁系材料在1200～1300℃时也不发生化学反应，但在1000℃左右时会与水产生水解作用，所以采用CBN刀具加工轴承时，尽量采用干式切削的加工方式。
CBN刀具具备较低的摩擦系数，切削时不易形成滞留层或积屑瘤，有利于加工表面质量的提高。
2、硬车轴承的CBN刀具材质大型轴承热处理后留的余量较大，采用整体聚晶CBN刀具可减少走刀次数，提高生产效率。
其中BN-S20牌号是目前应用较为广泛的一款CBN材质。
BN-S20牌号属于整体聚晶CBN刀具，硬度达到HRC95-HRC100之间，而且含陶瓷结合剂，保证在高温下具备更高的抗化学腐蚀性，耐磨性更优异。
如加工外径φ1900mm，厚130mm风电1.5MW机组用变浆轴承内外圈：采用磨削加工，磨时间是18小时以上，采用以车代磨工艺，时间只需4.5小时。
CBN立方氮化硼刀具的使用
立方氮化硼(CBN)在切削加工中的应用用PCBN刀片精车淬硬钢加工硬铸铁和灰口铸铁高速镗削铸件孔铰削淬硬钢或硬铸件小孔用于难加工材料的切削加工采用PCBN刀具精车淬硬钢，其工件硬度高于45HRC，效果最好。
其切削速度一般为80～120m/min，工件硬度越高，切削速度宜取低值，如车硬度为70HRC 的工件，其切削速度宜选60～80m/min。
精车的切深在0.1～0.3mm，进给量在0.05～0.025mm/r，精车后的工件表面粗糙度为Ra0.3～0.6μm，尺寸精度可达0.013mm。
若能采用刚性好的标准数控车床加工，PCBN刀具的刚性好和刃口锋利，则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3μm，尺寸精度可达0.01mm，可达到用数控磨床加工的水平。
如果机床刚性好，选用的切削速度较低，则选用PCBN复合刀片可精车断续表面。
精车加工余量一般为0.3mm左右，尽可能提高工件淬火前的尺寸精度和减少热变形，以保证精车时切削余量均匀，延长PCBN刀具的使用寿命。
精车一般不用切削液，因为在较高的切削速度下，大量的切削热由切屑带走，很少会停留在工件表面而影响加工表面质量和精度。
精车刀片宜选用强度和韧性高的80°菱形刀片，刀尖半径在0.8～1.2mm之间，为保护刀具刃口，使用前需用细油石倒棱。
精车淬硬工件是一门新工艺，实施前需做工艺试验，可用与工件材料、硬度和大小相同的棒料，在同类机床上进行精加工或粗加工试验，关键是要试验刀具与切削参数的选择及工艺系统是否有足够的刚性。
该工艺目前国内已经采用，如一汽集团用PCBN刀具加工渗碳淬火(58～63HRC)的20CrMnTi变速箱齿轮拨叉槽，采用的工艺参数为Vc=150m/min,f=0.1mm/r，ap=0.2～0.3mm，实现了以车代磨。
加工硬铸铁用PCBN刀具车削淬硬钢时，要求工件淬火硬度高于45～55HRC，加工硬铸铁时，只要硬度达到中等硬度水平(45HRC)，就会取得良好的加工效果。
CBN组合刀具之于汽车飞轮、刹车盘的高效加工方案
CBN组合刀具之于汽车飞轮、刹车盘的高效加工方案华菱超硬刀具汽车零部件行业加工领域，BN-S30牌号立方氮化硼刀片车削技术的生产应用中，遇到的的典型盘类汽车零部件有飞轮，刹车盘。
在这里举几个加工中小直径圆盘类零部件（直径500mm以下）的加工方案——HLCBN组合刀具：一：加工对象：飞轮盘。
用户在数控立车上进行粗精车外圆和端面，原来车削工艺路线为：粗车后面-----粗精车内孔、前面与外圆-----精车后面；由于工件直径300-419mm不等，前后面的车削时间长，跟不上整条生产线的生产节拍，原用日本某硬质合金涂层刀片；原来的具体参数为：吃刀深度ap=2.5mm（粗加工），ap=0.3mm（精车），线速度270-330m/min；粗加工和精加工前后面所用工步工时分别为5分钟和4.5分钟。
用BN-S30牌号CBN刀具：吃刀深度ap=2.5mm（粗加工），ap=0.3mm（精车），线速度650-720m/min；工步工时分别为1.5分钟和75秒。
（走刀量不变，同为0.2-0.45mm/r) 其中组合刀具的使用简介：把原来的粗精车内孔、前面和外圆工序用的两把刀具组合在一起用一把刀具加工三个工步；这样节省换刀时间12秒。
再加上刀具本身线速度大幅提高，很明显，效率提高2.5倍。
刀片寿命对比结果：华菱超硬整体PCBN刀片是原来刀片寿命的15倍！这种组合刀具是在不改变工件装卡结构，不改变机床刀架的简易改装，不复杂，但取得的效果非常惊人。
（下图为组合刀具草图，刀刃圆弧为R1.2的整体式CBN刀具）二：加工刹车盘用组合刀具，是在加工刹车盘前后面时候，两把刀杆从左右两侧同时进刀，一次装卡完成前后面加工，保证了工件的平行度，且效率提高一倍；这种工艺已经在整个行业推广，不再详细阐述；华菱超硬刀具工程师特别强调“在此种双面进刀结构中加工刹车盘时，如果采用的是卧式机床，要注意尽量使用0.4圆弧刀尖的PCBN刀片，否则容易引起工件震动！”（资料来源：/news2.asp?id=384）。
轴承精加工CBN刀片方案（含GCr15轴承钢和42CrMo淬火钢刀具）
轴承精加工CBN刀片方案（含GCr15轴承钢和42CrMo淬火钢刀具）由于立方氮化硼材质的高硬度和具有优于金刚石的热稳定性和化学惰性，所以在加工黑色金属方面性能更优。
超硬材料CBN加工淬硬轴承的磨削和车削形式对比，表明CBN刀具硬态车削淬硬轴承钢零件的性能优于CBN磨料磨削，采用CBN刀具硬切削淬硬轴承钢完全可以实现以车代磨工艺。
精加工轴承钢选择CBN刀具可实现车代磨工艺过去淬硬轴承钢零件的精加工一直在磨削领域进行，磨削工序加工效率低、砂轮及磨削液消耗量大、成本高、粉尘和废液污染程度严重，从而造成了大型淬火轴承工件加工的工艺瓶颈。
如大型轴承套圈淬火件和小直径孔的磨削加工中，由于热处理变形量大和砂轮线速度低等原因，其磨削效率很低，资料表明大型轴承套圈的加工总工时中，磨削加工占三分之一以上，很难适应经济飞速发展和产品竞争的市场快速响应要求。
由于超硬材料刀具的出现及数控机床等加工设备精度的提高，以硬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。
硬切削过程中，切削热大部分被切屑带走，而且CBN刀具的导热性能也比较好，因此进入工件内的热量很小。
如果选用刚性良好的精密机床，采用CBN刀具切削淬硬轴承钢可获得纳米表面粗糙度，如某国外轴承寿命测试结果表明硬切削后轴承的寿命约为磨削后轴承的1.2-1.4倍。
结合国内外的研究结果，采用CBN刀具硬车削轴承钢可以代替CBN砂轮的粗磨加工，可大大加快产品的生产周期，提高市场的竞争能力，只要选用良好的机床和切削条件，淬硬轴承钢的硬切削完全可以实现以车代磨。
精加工轴承钢选择CBN刀具的优势1、高硬度：CBN刀具硬度高，如BN-H10和BN-H200牌号CBN刀具，用来加工硬度高达65HRC的各类淬硬钢和无限冷硬铸铁轧辊，免除了退火所消耗的电力，减少了换刀次数，因磨损很小，从而保证了径向尺寸的一致性，能获得较高的尺寸精度。
2、耐崩损性能优异：HLCBN立方氮化硼刀具断裂韧性性能好，优于其他CBN刀片，断续切削时能保持性能不崩刀。
轴承加工刀具选择(附CBN刀具高效加工轴承案例)
轴承，是机械传动装置的支承部件，其基本功能是传递运动与载荷，减少摩擦损失。
在装备制造领域，轴承是非常关键的基础部件，是实现主机性能、功能与效率的重要保证。
对于轴承的加工制造，一般多采用GCr15轴承钢、40CrMo等材料，且大部分都需要经过热处理后加工，这些材质的热后硬度一般都在HRC55以上，硬度较高，使用普通刀具难以加工，同时也无法保证良好的加工效率。
一、常见轴承包括冶金轴承、回转支承轴承、风电轴承、轮毂轴承单元、轧机轴承等，根据不同的使用需求，采用不同的材料制造，多为GCr15轴承钢、40Cr或40CrMo等淬火钢。
二、轴承加工难点1、硬度高。
大部分轴承都需热处理后加工，属于典型的淬火钢材质，硬度一般在HRC55~65左右，硬度较高，常规刀具难以加工，且刀具磨损现象严重。
2、存在连续和断续加工工况。
大型轴承工件热处理后变形量大，加工时存在断续加工工况，常规刀具容易出现崩刀现象。
3、表面光洁度要求高。
部分轴承对表面光洁度的要求较高，需要通过磨削工艺才能实现，加工效率低，加工成本高。
三、CBN刀具加工轴承优势1、硬度高、耐磨性好、耐高温。
CBN（立方氮化硼）的硬度仅次于金刚石，是自然界第二高硬度物质，博特BTS6000和6000A牌号材质CBN刀具，采用超细CBN晶粒制造而成，具有极高的耐磨性、热稳定性和高温红硬性，刀具寿命较硬质合金、涂层刀片提高3~5倍以上。
2、抗冲击性强。
轴承加工存在断续切削工况，如加工轴承滚道，若采用常规刀具很容易出现崩刃现象。
郑州博特BTS600A整体聚晶式CBN刀具，采用特殊金属粘结剂，抗冲击性强，不易崩刀，满足轴承断续切削需求。
3、精度高、一致性好。
CBN刀具与金属工件之间的摩擦系数小，通过独特的刃后角设计可以减轻刀具磨损，同时提高刃口强度和切削稳定性，确保轴承的加工精度和尺寸一致性，实现以车代磨功效。
四、博特CBN刀具加工轴承案例郑州博特，为淬火钢领域提供硬车、硬镗、切槽等CBN刀具，从连续到断续，从粗加工→半精加工→精加工→超精加工，为您提供整套硬切削刀具及加工解决方案。
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。
机床大讲堂第54讲——CBN刀具在淬硬钢鼠牙盘车削中的应用
机床大讲堂第54讲——CBN刀具在淬硬钢鼠牙盘车削中的应用《制造技术与机床》杂志创刊于1951年，是我国机械工业科技期刊中创刊早、发行量大、影响面广的刊物之一，拥有广泛、专业的读者群体。
本刊属中文核心期刊，中国科技论文统计用刊和《中国学术期刊文摘》摘录用期刊。
CBN刀具在淬硬钢鼠牙盘车削中的应用导读针对淬硬钢鼠牙盘的加工特点，提出了CBN刀具的一般选用原则，着重分析了CBN刀具以车代磨工艺可行性，说明了如何选择合理的刀具几何参数和切削用量来实现以车代磨技术，达到理想的切削效果，并提出了CBN刀具车削的关键要素。
鼠牙齿盘主要用于分度定位，其具有自动定心、分度精度高、重复定位精度好、定位刚性好以及精度保持寿命长的特点，广泛应用于数控机床、数控功能部件等高精密定位的产品中。
鼠牙盘材质是由低碳合金钢经渗碳淬火低温回火处理后的渗碳淬硬钢，其表面组织是高碳回火马氏体加颗粒状碳化物及少量残余奥氏体，具有高硬度和高耐磨性，而心部具有足够的韧性和强度。
在机械加工中多采用磨削加工工艺，属于较难加工材料。
在生产加工中，考虑到变形等因素影响，淬火后磨削余量一般在0.5 mm以上，需要进行粗磨、半精磨、精磨加工，生产效率很低。
近年来，随着切削刀具技术的不断进步，CBN 刀具越来越多地应用到淬硬钢的车削加工中，实现以车代磨，并取得了令人满意的效果。
1切削刀具1.1 CBN刀具材料特点选择硬度高、抗弯强度高、耐热性好的车削刀具材料是车削淬硬钢的重要条件。
立方氮化硼刀具是由硬度仅次于金刚石的立方晶体氮化硼粒子在高温高压下烧结而成的多晶体CBN刀具，具有高硬度、优异的耐磨性，能实现长寿命的高速加工，高热导性使其能进行稳定的加工，能减小精加工表面粗糙度值，由于与铁不易反应，可以用于铸铁和淬硬钢的高速加工，实现以车代磨加工。
1.2 CBN刀具选用原则从车削加工淬硬钢角度来讲，选择淬硬钢加工的刀具有以下两个方面：(1)刀具材质选择一般从加工工件硬度上来说，在切削硬度低于50HRC以下和小切深小进给情况下的淬硬钢工件时，陶瓷刀具是较好的选择。
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。
富耐克CBN刀具在冶金轧辊行业的应用课件
十、线棒轧辊的修复
加工材料：合金无限冷硬铸铁；硬度： HSD68 刀片材质： FBN3500 Vc=80m/min，ap=0.5mm，f=0.3mm/r
富耐克CBN刀具的 效率比国外知名品 牌合金刀具高2倍，
耐用度是其5倍.
富耐克CBN刀具在冶金轧辊行业的应用
十一、螺纹钢轧辊的修复
加工材料：钢结硬质合金GW30；硬度： HRC67 刀片材质： FBN3500 Vc=16m/min，ap=0.5mm，f=0.5mm/r
富耐克CBN刀具 的效率比知名品牌 焊接合金刀具高4 倍，性价比是其2
倍.
富耐克CBN刀具在冶金轧辊行业的应用
四、支撑辊的精车
加工材料：70Cr3Mo；硬度： HSD75（HRC56） 刀片： FBN9500 Vc=56m/min，ap=1mm，f=0.3mm/r
富耐克CBN刀具的效 率是知名品牌涂层合 金刀具的2倍，耐用
六、高速钢孔型轧辊的车削
加工材料：高速钢轧辊
硬度：HRC63 刀片： FBN7500 Vc=26m/min， ap=2mm，f=0.5mm/r 刀具耐用度：60min
来自用 户的使 用报告
我单位使用富耐克公司的CBN刀具后，平均加工效率提高3～5 倍。该刀具在车间推广应用后，操作人员普遍认为该刀具使用寿命 长，耐冲击性、耐热性、高硬度较其它刀具有很大提高，尤其是解 决了高速钢轧辊加工刀具不耐用、不抗冲击的难题。
富耐克首创的CBN焊接刀具，其结构形式、焊接技术均属国际领先水平。多 规格、多品种的富耐克超强焊接聚晶立方氮化硼刀片可以适应更多加工场合 需要。
富耐克CBN系列刀具已成为重载、高效、绿色切削的首选刀具。 富耐克的CBN刀具在国内外冶金轧辊行业已经得到了广泛应用，在解决加工
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CBN刀具的特性及应用案例
CBN刀具是由立方氮化硼制作而成的刀具。
CBN是氮化硼（BN）的同素异构体之一，结构与金刚石差不多，利用超高温超高压技术人工合成的超硬材料。
CBN刀具分为焊接式CBN刀具和整体式CBN刀具。
焊接式CBN刀具是以硬
质合金作基体，只在刃口上镶焊有CBN复合层，整体式CBN刀具是通体都是一
种材料。
两者的区别在于焊接式CBN刀具适合精加工工序，只能加工背吃刀量
ap≤0.3mm以下的工件，而整体式CBN刀具可以加工余量为0.3mm以上的工件，适合粗加工和半精加工工序。
CBN刀具的特性为：（1）具有较高的硬度和耐
磨性；（2）具有很高的热稳定性；（3）具有优良的化学稳定性；（4）具有较好的导热性；（5）具有较低的摩擦系数。
CBN刀具适合加工的材料范围：高硬
度铸铁、热处理之后的高硬度工件加工（淬硬钢HRC≥50)、灰铸铁球墨铸铁、
和高温合金等材料。
以下是华菱超硬刀具针对各种材料的加工进行分析。
一、加工高硬度铸铁材料
对于HSD75以上的铸铁加工（如高硬度轧辊），因硬度较高，毛坯一般伴随着气孔，沙眼，包砂等铸造缺陷，对刀片的抗冲击性、耐高温、耐磨损性能要求很高；适合此材料的CBN刀具为BN-K1牌号，此牌号保持了CBN刀具硬度及耐磨性能优异之外，抗冲击韧性较好，不宜崩损，能承受较大的切削深度，适合大余量粗加工高硬度铸铁，也适用于精加工工序。
以加工以镍铬合金铸铁轧辊加工为例，轧辊硬度：HSD80，刀具牌号：BN-K1, 切削参数：ap=4mm ，Fr=1mm/r， Vc=55m/min，切削方式：干式切削。
加工效果：BN-K1牌号与某陶瓷刀具相比刀片寿命长，遇到气孔，砂眼不崩刀。
二、加工热处理后的高硬度工件材料
经过热处理后的工件硬度高，加工较困难，陶瓷刀具脆性大遇到断续切削
会产生崩刀（如淬火后齿轮加工端面，端面部位有螺栓孔等），华菱针对淬火
钢断续切削推出的CBN刀具BN-H20牌号和BN-S20牌号，两者的区别在于BN-
H20牌号适合加工中等断续切削，BN-S20牌号加工强断续切削。
BN-H20牌号抗
冲击韧性好，适合切削HRC55以上淬火钢件，经济切削线速度Vc=100-
180m/min,fn=0.07-0.15mm/r。
BN-S20牌号是非金属粘合剂，抗冲击性和耐磨
性更好，工件表面粗糙度也达到用户要求，最难能可贵的是刀具的最终失效形
式并不是让人担心的崩刀刃，而是正常的后刀面磨损。
三、加工灰铸铁、球墨铸铁材料
灰铸铁的常见工件有刹车盘，制动鼓，表面粗糙度和形位公差是加工质量
的最基本保证，在采用数控车加工灰铸铁中，CBN刀具能保证工件的形位公差（平行度、平面度）和粗糙度、加工亮度。
加工灰铸铁常用的刀具有BN-S30牌号，BN-S300(加工端面)和BN-K20（加工内孔）。
BN-S30刀具耐磨性能和抗冲击韧性较好，能承受大余量切削，常用于粗加
工和半精加工中。
而BN-S300除了能获得很好的光洁度外，避免了因加入金属
粘合剂导致的刀片寿命降低，刀片耐用度的提高，使得刀具费用降低，同时减
少了换刀频次，加工效率得到大幅度提高，能够获得很好的加工表面光洁度和
亮度，这一特点与精车刹车盘常用的刀具BN-K20很相似，但由于BN-S300的整体聚晶结构使得其更能承受切削余量不均时的冲击载荷。
四、加工难切削材料（如高温合金、粉末冶金等）
加工粉末冶金的刀具应具有耐磨性、耐刃口破裂和不产生积屑瘤的特性，
并能获得低的表面粗糙度，由于粉末冶金零件硬度高，硬质合金不耐磨，所以
目前粉末冶金行业广泛使用的刀具有陶瓷刀具和CBN刀具BN-S50牌号，这两种只适合精加工工序，用户可根据其经济性具体选择。
对于大余量粗加工还是选
用BN-S20牌号，属于非金属粘合剂，其韧性好，抗冲击性好，是整体CBN刀具，可以切削吃刀量ap≤3.5mm，韧性好，适合粉末冶金零件的粗加工和半精加工。
切削参数：ap=0.4mm，Fr=0.15-0.3mm/r，Vc=180m/min。
效果是普通CBN刀具
寿命的2倍。
华菱硬车刀具品牌简介：
1，CBN刀具行业唯一国产化品牌。
2，硬材料加工行业用户中最知名的刀具品牌
3，“量体裁衣”式服务。
4，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。
5，专业、高效。