CBN刀具的特性及应用案例

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。