一. 刀具材料應具備基本性能

       刀具材料的選擇對刀具壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等的影響很大。刀具切削時要承受高壓、高溫、摩擦、沖擊和振動等作用。因此，刀具材料應具備如下一些基本性能：

       (1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。

       (2) 強度和韌性。刀具材料應具備較高的強度和韌性，以便承受切削力、沖擊和振動,防止刀具脆性斷裂和崩刃。

       (3) 耐熱性。刀具材料的耐熱性要好，能承受高的切削溫度，具備良好的抗氧化能力。

       (4) 工藝性能和經(jīng)濟性。刀具材料應具備好的鍛造性能、熱處理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能價格比。

       二、立方氮化硼刀具材料的種類、性能和特點及刀具應用

       用與金剛石制造方法相似的方法合成的一種超硬材料—立方氮化硼(CBN)，在硬度和熱導率方面僅次于金剛石，熱穩(wěn)定性極好，在大氣中加熱至10000C也不發(fā)生氧化。CBN對于黑色金屬具有極為穩(wěn)定的化學性能，可以廣泛用于鋼鐵制品的加工。

       ⑴ 立方氮化硼刀具的種類

       立方氮化硼(CBN)是自然界中不存在的物質(zhì)，有單晶體和多晶體之分，即CBN單晶和聚晶立方氮化硼(Polycrystallinecubic bornnitride，簡稱PCBN)。CBN是氮化硼(BN)的同素異構(gòu)體之一，結(jié)構(gòu)與金剛石相似。

       PCBN（聚晶立方氮化硼）是在高溫高壓下將微細的CBN材料通過結(jié)合相(TiC、TiN、Al、Ti等)燒結(jié)在一起的多晶材料，是目前利用人工合成的硬度僅次于金剛石的刀具材料，它與金剛石統(tǒng)稱為超硬刀具材料。PCBN主要用于制作刀具或其他工具。

       PCBN刀具可分為整體PCBN刀片和與硬質(zhì)合金復合燒結(jié)的PCBN復合刀片。

       PCBN復合刀片是在強度和韌性較好的硬質(zhì)合金上燒結(jié)一層O.5～1.0mm厚的PCBN而成的，其性能兼有較好的韌性和較高的硬度及耐磨性，它解決了CBN刀片抗彎強度低和焊接困難等問題。

       ⑵ 立方氮化硼的主要性能、特點

       立方氮化硼的硬度雖略次于金剛石，但卻遠遠高于其他高硬度材料。CBN的突出優(yōu)點是熱穩(wěn)定性比金剛石高得多，可達1200℃以上(金剛石為700～800℃)，另一個突出優(yōu)點是化學惰性大，與鐵元素在1200～1300℃下也不起化學反應。立方氮化硼的主要性能特點如下。

       ①高的硬度和耐磨性：CBN晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，具有與金剛石相近的硬度和強度。PCBN特別適合于加工從前只能磨削的高硬度材料，能獲得較好的工件表面質(zhì)量。

       ②具有很高的熱穩(wěn)定性：CBN的耐熱性可達1400～1500℃，比金剛石的耐熱性(700～800℃)幾乎高l倍。PCBN刀具可用比硬質(zhì)合金刀具高3～5倍的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。

       ③優(yōu)良的化學穩(wěn)定性：與鐵系材料到1200—1300℃時也不起化學作用，不會像金剛石那樣急劇磨損，這時它仍能保持硬質(zhì)合金的硬度；PCBN刀具適合于切削淬火鋼零件和冷硬鑄鐵，可廣泛應用于鑄鐵的高速切削。

       ④具有較好的熱導性：CBN的熱導性雖然趕不上金剛石，但是在各類刀具材料中PCBN的熱導性僅次于金剛石，大大高于高速鋼和硬質(zhì)合金。

       ⑤ 具有較低的摩擦系數(shù)：低的摩擦系數(shù)可導致切削時切削力減小，切削溫度降低，加工表面質(zhì)量提高。

       ⑶ 立方氮化硼刀具應用：

       立方氮化硼適于用來精加工各種淬火鋼、硬鑄鐵、高溫合金、硬質(zhì)合金、表面噴涂材料等難切削材料。加工精度可達IT5(孔為IT6)，表面粗糙度值可小至Ra1.25～0.20μm。

       立方氮化硼刀具材料韌性和抗彎強度較差。因此，立方氮化硼車刀不宜用于低速、沖擊載荷大的粗加工；同時不適合切削塑性大的材料(如鋁合金、銅合金、鎳基合金、塑性大的鋼等)，因為切削這些金屬時會產(chǎn)生嚴重的積屑瘤，而使加工表面惡化。