PCBN刀具目前廣泛的應(yīng)用于高硬度難加工材料領(lǐng)域，但其具體的應(yīng)用領(lǐng)域也有很多人不了解，下面就將接上上文，介紹一下PCBN刀具的應(yīng)用領(lǐng)域。

        PCBN刀具是人造立方氮化硼刀具，在高溫的時候還能保持高硬度的特性，主要做加工鐵件之用。立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)是20世紀(jì)50年代首先由美國通用電氣(GE)公司利用人工方法在高溫高壓條件下合成的，其硬度僅次于金剛石而遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它材料，因此它與金剛石統(tǒng)稱為超硬材料。

        1、適用于高速及超高速切削加工技術(shù)

        PCBN刀具最適合于鑄鐵、淬硬鋼等材料的高速切削加工。由PCBN刀具切削鑄鐵及淬硬鋼時刀具后刀面磨損與切削距離的關(guān)系可以看出：當(dāng)切削速度超過一定限度后，切削速度越高，PCBN刀具后刀面磨損速度反而越小，即高速切削下刀具的壽命反而高，這一特點(diǎn)尤其適合現(xiàn)代高速切削加工。

        2、硬態(tài)切削加工技術(shù)的最佳刀具材料

        對淬硬件(硬度HRC55以上)的精加工，通常采用磨削加工方法來完成，然而隨著刀具材料發(fā)展及車床(尤其是數(shù)控車床)加工精度的提高，以硬態(tài)切削代替磨削來完成零件的最終加工已成為一個新的精加工途徑，這種以車代磨的工藝方法有以下優(yōu)點(diǎn)：

        （1）可提高加工柔性，突破了砂輪磨削的限制，通過改變切削刃及走刀方式可以加工出幾何形狀各異的工件；

        （2）切削加工中的環(huán)保問題日益嚴(yán)峻，磨削加工產(chǎn)生的廢液和廢棄物越來越難以處理和清除，而且對人體有害，而硬態(tài)切削無須加冷卻液，意義重大；

        （3）切削效率高，加工時間短，設(shè)備投資費(fèi)用小，可降低加工成本；

        （4）切除相同體積所消耗的能量僅為磨削的20%，因此產(chǎn)生的切削熱較少，加工表面不易引起燒傷和微小裂紋，易于保持工件表面性能的完整性；

        （5）同樣金屬去除率情況下，硬態(tài)切削較磨削節(jié)省能源。

        通常用于硬態(tài)切削的刀具材料有陶瓷、TiC涂層刀片及PCBN刀具材料，但要在較高速度(1000m/min以上)下進(jìn)行硬態(tài)車削，PCBN是最佳刀具材料品種。如在汽車變速箱同步器套撥叉(材料為20CrMnTi，硬度為HRC58～62)加工采用以車代磨后，效率提高4倍以上，加工成本降低為原來磨削工藝的1/3～1/2。

        3、進(jìn)行干切削加工工藝的理想刀具材料

        由于經(jīng)濟(jì)與環(huán)保方面的原因，近幾年干切削加工方法已成為機(jī)械制造領(lǐng)域中的重點(diǎn)研究課題。我們首先來看一下濕切工藝由于使用切削液帶來的問題：

        （1）長期暴露在空氣中或切削加工中由切削熱造成的切削液霧狀揮發(fā)，容易污染環(huán)境、危害操作者健康，切削液中的硫、氯等添加劑危害更大，影響加工表面質(zhì)量；

        （2）切削液的使用影響加工成本，據(jù)統(tǒng)計(jì)，切削液占生產(chǎn)成本的15%，而刀具費(fèi)用僅占3%～4%；

        （3）切削液的滲漏、溢出會污染環(huán)境，易發(fā)生安全、質(zhì)量事故；

        （4）切削液的傳輸、回收、過濾等裝置及其維護(hù)費(fèi)用較高，增加了生產(chǎn)成本。

        由于以上原因，干切削加工工藝已在西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家有了相當(dāng)?shù)膽?yīng)用。由美國Makino公司推薦的“紅月牙”(Red Crescent)干切工藝，既可以充分發(fā)揮刀具的切削性能，與濕切相比又能大大提高生產(chǎn)率。其機(jī)理是由于切削速度很高，產(chǎn)生的熱量聚集于刀具前部，使切削區(qū)附近材料達(dá)到紅熱狀態(tài)，屈服強(qiáng)度下降，進(jìn)而達(dá)到提高切削效率的效果。采用紅月牙干切削工藝的前提條件是在較高切削溫度下，被切材料強(qiáng)度有明顯下降，變得易切削，而刀具材料的強(qiáng)度在同樣狀態(tài)下要有較好的紅硬性及熱穩(wěn)定性，還要有較好的耐磨性和抗粘結(jié)性。

        適用于干切工藝的刀具材料有陶瓷、金屬陶瓷、涂層硬質(zhì)合金及PCBN刀具材料等等，但就紅硬性和熱穩(wěn)定性來說，PCBN材料是最適合干切工藝的刀具材料，且由于PCBN刀具材料具有上述優(yōu)點(diǎn)，更適于高速條件下的干式切削加工，用PCBN刀具切削灰口鑄鐵干切削和濕切削兩種情況下的對比可以看出：PCBN在高速干切情況下，比濕切削具有更高的刀具壽命。

        4、適應(yīng)于自動化加工及難加工材料加工

        PCBN刀具有很高的硬度及耐磨性，能在高切削速度下長時間地加工出高精度零件（尺寸分散性?。?，大大減少換刀次數(shù)和刀具磨損補(bǔ)償停機(jī)所花費(fèi)的時間。因此，很適合于數(shù)控機(jī)床及自動化程度較高的加工設(shè)備，并且能使設(shè)備的高效能得到充分發(fā)揮。

        在難加工材料應(yīng)用方面，PCBN刀具也顯示了其卓越的性能，如表面噴焊(涂)材料的加工，用其它材料刀具加工，刀具壽命極低，也無法采用磨削方法加工，而PCBN是惟一適合的刀具材料；又如，在石油電站設(shè)備中使用的高合金耐磨鑄鐵，采用PCBN刀具較硬質(zhì)合金刀具提高切削效率4倍以上，單件刀具成本下降為原來的1/5。另外在硬質(zhì)合金等燒結(jié)材料的切削加工方面，PCBN刀具也顯示了很好的切削性能。

        附加：PCBN刀具的應(yīng)用事例

        由于PCBN具有較高的硬度和耐磨性，在高溫下不與鐵族金屬起反應(yīng)的化學(xué)惰性，因此主要用于高硬度材料及難加工材料的切削加工，如淬硬鋼、高合金耐磨鑄鐵、高溫合金、高速鋼、表面噴焊材料、燒結(jié)金屬材料等難加工材料的切削加工。

        （1）加工淬硬鋼，可起到以車代磨的效果，由于切削深度比磨削深度大十幾倍以上，因此加工效率高，表面不產(chǎn)生燒傷。如以車代磨加工變速滑動齒輪(20CrMnTi，硬度為HRC58～62)時，切削比原磨削加工效率提高4倍以上。

        （2）加工高合金(含鎢或鉻18%)耐磨鑄鐵，切削速度較硬質(zhì)合金刀具提高10倍以上，切削效率提高4倍以上。

        （3）加工高鈷鉻鉬耐蝕耐熱合金，PCBN刀具切削速度為160m/min，是硬質(zhì)合金刀具的8倍。

        （4）加工熱噴涂(噴焊)材料，表面噴焊件無法用磨削加工，而用硬質(zhì)合金刀具切削效率極低，改用PCBN刀具后可提高加工效率，節(jié)省加工費(fèi)用50%以上。PCBN刀具還可用于有色金屬的精密切削及燒結(jié)金屬的切削加工等等。