伴隨著加工制造業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多高硬度難加工材料的出現(xiàn)，這些材料的出現(xiàn)也意味著對(duì)其所加工的機(jī)床和刀具的性能要求更加嚴(yán)格，因此，在加工高硬度難加工材料時(shí)，需要出色的車削刀具與機(jī)床配合。因此，金剛石刀具和立方氮化硼刀具在超硬材料加工刀具中的表現(xiàn)有哪些特點(diǎn)？

我們都知道，鉆石是地球上最堅(jiān)硬的物質(zhì)，在許多行業(yè)和領(lǐng)域得到了充分利用?，F(xiàn)在機(jī)器加工和機(jī)床工具行業(yè)，金剛石被制成機(jī)床用的刀具，立方氮化硼同樣適用，該方法解決了部分硬質(zhì)合金、陶瓷刀具、高速鋼刀具加工工件時(shí)對(duì)超高表面亮度、光潔度、超高精度、由于材料具有較高的硬度和難加工性，金剛石刀具和立方氮化硼刀具被稱為超硬刀具，在機(jī)械制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。

古人說(shuō)：金銀財(cái)寶無(wú)窮無(wú)盡，人之常情。這就意味著世上沒(méi)有完美的事物，任何事物都有其優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。是啊，鉆石和立方氮化硼制造的金剛石刀具和立方氮化硼刀具這一世界上很硬的東西也是如此，沒(méi)有任何材料的工件都可以加工更不是所有硬質(zhì)材料都可以用金剛石刀具加工，它還受加工材料范圍的限制。下面讓我們來(lái)了解一下金剛石刀具和立方氮化硼刀具的性能特點(diǎn)，以及所用材料的分類。

一、金剛石工具的性能特征和使用材料的分類。
(1)鉆石切割器的性能特征。
本實(shí)用新型具有高硬度、高抗壓強(qiáng)度、良好的導(dǎo)熱性能、高耐磨、極低摩擦系數(shù)、超凈等特性。鉆石切削工具分為封焊和釬焊兩種，釬焊成形刀是將金剛石材料以鑲焊的方式與刀桿或其它基質(zhì)焊接起來(lái)。在高速切削過(guò)程中，可獲得更高的加工精度，提高加工效率。鉆石刀具性能指標(biāo)：1)聚晶金剛石刀具(PCD刀具)硬度達(dá)到8000HV，是硬質(zhì)合金刀具的8~12倍。2)聚晶金剛石刀具(PCD刀具)的熱導(dǎo)率為700W/mK，是硬質(zhì)合金的1.5~9倍，比PCBN、銅更高，因而刀具的熱傳導(dǎo)速度較快，具有較高的高溫紅硬。3)金剛石刀具(PCD刀具)的摩擦系數(shù)通常只有0.1~0.3(硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)為0.4~1)，這樣，PCD刀具就可以顯著降低切削力；4)金剛石刀具(PCD刀具)的熱膨脹系數(shù)只有0.9×10^-6~1.18×10^-6PCD刀片只有硬質(zhì)合金的1/5，因而熱變形小，金剛石刀具(PCD刀具)與有色金屬和非金屬材料之間的親和力極低，切削時(shí)，切屑在刀尖不容易粘結(jié)，形成瘤狀。

(2)金剛石刀片適于加工材料分類。
從目前來(lái)看，適用于金剛石刀具加工的材料大致分為非鐵基、非金屬、復(fù)合材料三大類。資料部分如下：

非鐵基金屬材料分為銅及銅合金、硅鋁合金、鋁及鋁合金、鉛合金、巴氏合金、鋅合金等。
碳纖維增強(qiáng)塑料、氧化鋁、碳化硅、聚氨酯、有機(jī)玻璃、石墨、陶瓷、電木、陶瓷、環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃陶瓷、軟橡膠尼龍產(chǎn)品等。
復(fù)合物有石棉、環(huán)氧玻璃纖維、碳質(zhì)填充材料、尼龍?zhí)畛洳牧稀⒎宇愄畛洳牧?、PVC填充材料、硅酸鹽填充材料、玻璃鋼。
因此金剛石刀具在這三個(gè)材料領(lǐng)域的應(yīng)用如魚(yú)得水，遇到含有這三種材料的工件使用金剛石刀具將會(huì)發(fā)現(xiàn)加工成本大幅度降低，加工效率成倍提高。

二、立方氮化硼刀具(CBN刀具或PCBN刀具)特性和幾何參數(shù)。
(1)立方氮化硼刀具的性能。
立方氮化硼刀具硬度僅次于金剛石，具有極好的高溫硬度，與陶瓷材料相比，其耐熱、化學(xué)穩(wěn)定性稍差，沖擊強(qiáng)度和抗破度均較好。該產(chǎn)品適用于淬硬鋼(HRC≥50)、珠光體灰鑄鐵、冷硬鑄鐵和高溫合金等的切削加工，與硬質(zhì)合金刀具相比，其切削速度可以提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
立方氮化硼含量高的復(fù)合聚晶立方氮化硼切割器(CBN切割器)硬度高、耐磨、抗壓強(qiáng)度高、抗沖擊韌性好，缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性較低，適合于切削耐熱合金、鑄鐵、鐵系燒結(jié)金屬。PCBN刀具中的CBN顆粒含量較低，用陶瓷作粘結(jié)劑，其硬度低，但熱穩(wěn)定性能較差，具有較低的化學(xué)惰性，適用于淬硬鋼的切削加工；用于淬硬鋼的間歇加工和大余量切割應(yīng)用。由于目標(biāo)明確的刀具牌號(hào)，華菱超硬始終走在世界的前沿。
除加工鐵、淬硬鋼等黑色金屬材料外，立方氮化硼刀具作為一種先進(jìn)的超硬刀具材料，其應(yīng)用領(lǐng)域已逐漸擴(kuò)展，如加工粉末冶金、鎳基合金等。

(2)立方氮化硼刀具(CBN刀具)葉片結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)。
合理地確定刀片形狀和幾何參數(shù)是充分發(fā)揮刀具切削性能的關(guān)鍵。根據(jù)刀具強(qiáng)度，不同刀片形狀的刀尖強(qiáng)度由高到低依次為：圓形、100°菱形、方形、菱形80°、三角形55°菱形、35°菱形。選好葉片材料后，應(yīng)選擇強(qiáng)度最高的葉片型式。硬車削刀片還應(yīng)選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑，圓弧和大刀尖圓弧半徑的刀片進(jìn)行粗加工，精加工時(shí)刀尖圓弧半徑大約0.8μm。

淬硬鋼切屑為紅色、松軟的帶狀，脆性大，易折斷，不粘結(jié)，切削時(shí)淬硬鋼表面質(zhì)量高，一般不產(chǎn)生積屑瘤。但是，由于切削力較大，尤其是徑向切削力大于主切削力，因此，切割器最好是負(fù)前角(go=-5°)和后角更大(ao=10°~15°)。根據(jù)機(jī)床的剛性來(lái)確定主偏角，通常為45°~60°來(lái)降低工件和刀具的振動(dòng)。

上述有關(guān)超硬質(zhì)材料加工刀具的有關(guān)內(nèi)容，在實(shí)際加工高硬度難加工材料時(shí)遇到了許多問(wèn)題，如硬度、加工余量、機(jī)床剛性、刀具性能等，其中刀具材料的性能特點(diǎn)也是重中之重。但愿上面能對(duì)讀者有所幫助。