1 引言
　　
　　PCBN是將精選的CBN晶體在高溫高壓下燒結(jié)而成的一種超硬材料。用PCBN材料制作的刀片具有極高的硬度以及良好的紅硬性(可耐受1400～1500℃的高溫)、抗氧化性(在1200～ 1300℃高溫下不與鐵系金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng))和抗斷裂韌性，是切削加工黑色金屬材料的理想刀具。目前PCBN刀具已在加工淬硬鋼、冷硬鑄鐵、熱噴涂材料、純鎳等難加工材料和精密加工中得到廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。隨著PCBN刀具應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，正確、合理地選用PCBN刀具，及時解決加工中出現(xiàn)的各種問題，已成為充分發(fā)揮PCBN刀具最大加工效益的有力保證。
　　
　　2 PCBN刀具的適用加工材料
　　
　　PCBN刀具主要適用于加工各種高硬材料(如冷作工具鋼、熱作工具鋼、高速鋼、軸承鋼、淬硬鋼、粉末冶煉鋼、粉末冶煉金屬、馬氏體不銹鋼、高強(qiáng)度鋼、高錳鋼、白口鑄鐵、奧氏體軟鐵等)、軟材料和耐磨材料(如灰口鑄鐵、燒結(jié)鐵等)、難加工材料(如Inconel718、表面硬化合金、燒結(jié)WC、球墨鑄鐵、CGI等)。某些材料或加工條件(如典型的軟鋼、奧氏體或鐵素體不銹鋼、高鉻鋼或表面涂鉻材料、采用斷續(xù)切削的高速鋼、鐵基類表面硬化合金等)由于容易引起PCBN刀片的非正常化學(xué)磨損，因此不宜采用PCBN刀具加工。
　　
　　3 PCBN刀具幾何參數(shù)和切削用量的合理選擇
　　
　　刀具幾何參數(shù)和切削用量的選擇對刀具的切削性能、使用壽命及加工表面質(zhì)量具有極大影響。為了充分發(fā)揮PCBN刀具的優(yōu)異性能，取得理想的切削效果，就必須根據(jù)具體加工對象合理選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量。選擇PCBN刀具的幾何參數(shù)時應(yīng)重點考慮刀刃及刀尖強(qiáng)度問題。PCBN刀具常采用0°前角或負(fù)前角，并磨制出負(fù)倒刃，以增加切削刃強(qiáng)度；γo1=-8°～-20°；為增加刀尖強(qiáng)度 ，可研磨出γε=0.2～0.8mm的刀尖圓弧；后 角一般偏小(5°～7°)，刃傾角多為0°。對于不同的被加工材料和切削條件，應(yīng)通過切削試驗確定刀具幾何參數(shù) 。PCBN刀具粗車和精車淬硬鋼時的刀具幾何角度分別如圖1和圖2 所示。

　　PCBN刀具的切削用量應(yīng)根據(jù)所用加工機(jī)床、刀片牌號、 被加工工件及其它加工條件合理選擇。表1為Seco公司CBN300 刀片(CBN含量90%，晶粒尺寸22µm，Al 粘結(jié)劑)切削不同材料時推薦的適用切削用量。
　　
　　4 PCBN刀片牌號的選擇
　　
　　PCBN刀片牌號的正確選擇是刀具能否獲得最優(yōu)切削性能的關(guān)鍵。表2為Seco公司各種牌號PCBN刀片的特性。圖3為PCBN刀片牌號的選型流程圖。
　　
 

圖3 PCBN刀片牌號選型流程圖

　　5 PCBN刀具常見磨(破)損形式及改善措施
　　
　　PCBN刀具在使用過程中會產(chǎn)生正常磨損和非正常磨損。PCBN刀具的正常磨損形式主要有氧化磨損、相變磨損、摩擦磨損、粘結(jié)磨損、微崩刃型磨損、剝落磨損等，且各種磨損因素相互影響、相互促進(jìn)。PCBN刀具非正常磨損的影響因素主要有切削用量和刀片幾何參數(shù)選擇不當(dāng)、加工系統(tǒng)剛性不足等。為提高PCBN刀具的使用壽命，針對PCBN刀具在實際使用中常見的磨損形式和破損現(xiàn)象，可采取以下具體措施予以改善：
　　
　　1) 后刀面磨損(見圖4)
　　
　　改善措施：①提高切削線速度；②增大工件進(jìn)給率；③增大切削深度；④檢查刀片切削點是否位于中心高處；⑤如被加工材料為鑄鐵，應(yīng)檢查其鐵素體含量是否在控制范圍內(nèi)。

　　6) 刀口嚴(yán)重崩刃(見圖9) 
　　 
　　改善措施：①減小切削深度或加工余量以降低切削載荷；②降低切削速度；③適當(dāng)加大刀尖圓角半徑(甚至可采用圓刀片)；④采用經(jīng)過倒刃或研磨刃口的刀片；⑤檢查刀片安裝是否正確、可靠，安裝面是否完好(特別是整體CBN刀片)；⑥檢查刀片切削刃口中心高是否正確。

圖9 PCBN刀片刀口嚴(yán)重崩刃 

　　6 結(jié)語
　　
　　PCBN刀具的使用是否成功不僅取決于刀具本身的質(zhì)量，而且與整個加工系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)有關(guān)，如機(jī)床性能的優(yōu)劣、工件夾持的可靠性、刀桿系統(tǒng)的剛性、刀片選擇的合理性、切削參數(shù)的選擇等均會影響PCBN刀具的切削加工效果。只有正確、合理地使用PCBN刀具，才能提高加工效率、降低生產(chǎn)成本，獲得最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。