超硬刀具是指由超硬刀具材料制造的切削工具，已成為切削加工中不可缺少的重要手段。下面，國(guó)銳超硬材料為大家分享下超硬刀具材料金剛石及CBN，一起看看吧。

超硬刀具材料金剛石及CBN   

 一、金剛石刀具  

金剛石是當(dāng)前自然界中所發(fā)現(xiàn)的Z硬的材料。金剛石刀具具有高硬度、高耐磨性、高耐熱性，在有色金屬和非金屬材料加工中廣泛應(yīng)用，加工效率高、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。  

 1、種類(lèi)   

（1） 天然單晶金剛石：此類(lèi)刀具精細(xì)研磨后，刃口特別鋒利，可實(shí)現(xiàn)超薄切削，工件加工后精度極高，表面粗糙度極低，是Z理想的超精密加工刀具。 

 （2） PCD刀具：天然單晶金剛石價(jià)格昂貴，相反，人造聚晶金剛石(PCD)較為廉價(jià)，價(jià)格只有天然單晶金剛石的幾十分之一。PCD刀應(yīng)用于切削加工，一般用于有色金屬和非金屬的精加工。      

 

 2、性能特點(diǎn)  

 （1）高硬度和耐磨性，壽命長(zhǎng)：天然金剛石是自然界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的Z硬的物質(zhì)?？杉庸じ哂捕鹊牟牧?，壽命為硬質(zhì)合金刀具的10～200倍。  

（2）摩擦系數(shù)很低：低摩擦系數(shù)，加工時(shí)變形小，可減小切削力。 

 （3）刃口鋒利度高：金剛石刀具的切削刃可以磨得非常鋒利，能進(jìn)行超薄切削及超精密加工。  

（4）導(dǎo)熱性能高：金剛石具有高導(dǎo)熱系數(shù)，切削熱易散出。  

（5）熱膨脹系數(shù)低：熱膨脹系數(shù)比硬質(zhì)合金小幾倍，刀具尺寸變化小，可實(shí)現(xiàn)精密和超精密加工。         

 3、應(yīng)用  

  金剛石刀具多用于有色金屬及非金屬材料進(jìn)行精加工。金剛石刀具熱穩(wěn)定性較差，切削溫度超過(guò)700℃～800℃時(shí)就會(huì)碳化，完全失去其硬度；由于碳元素在高溫下容易與鐵原子作用，所以不適于切削黑色金屬。  

二、立方氮化硼刀具  立方氮化硼(CBN)，在硬度和熱導(dǎo)率方面比金剛石稍低，熱穩(wěn)定性特別好，正常加熱至10000攝氏度也不發(fā)生氧化。CBN對(duì)于黑色金屬化學(xué)性能極其穩(wěn)定，普遍用于鐵制品的加工。 

  1、種類(lèi)      

   立方氮化硼(CBN)，有單晶體（CBN單晶）和多晶體（聚晶立方氮化硼PCBN)之分。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(xì)的CBN材料通過(guò)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硬度只次于金剛石的刀具材料。

    2、性能特點(diǎn)                         

（1）高的硬度和耐磨性：CBN與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，硬度是除金剛石外Z硬的材料。  

（2）熱穩(wěn)定性很高：耐熱性可達(dá)1400～1500℃，比金剛石的耐熱性高1倍。切削線速度是硬質(zhì)合金刀具的3～5倍。  

（3）化學(xué)穩(wěn)定性能優(yōu)良：到1200--1300℃時(shí)與鐵系材料也不起化學(xué)作用，仍能保持較高的硬度。  

（4）摩擦系數(shù)較低：摩擦系數(shù)低可減小切削力，降低切削溫度，加工表面質(zhì)量較高。  

 （5）熱導(dǎo)性較好：在各類(lèi)刀具材料中PCBN的熱導(dǎo)性只次于金剛石。                        

 3、應(yīng)用  

（1）適于用來(lái)精加工各種淬火鋼、鑄鐵、高溫合金等難切削材料。加工精度可達(dá)IT5，表面粗糙度值可達(dá)Ra1.2～0.25μm。  

（2）由于PCBN刀具韌性和抗彎強(qiáng)度較差，不宜用于低速、沖擊載荷大的粗加工。  

（3）PCBN刀具切削塑性大的材料時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的積屑瘤，如鋁合金、銅合金、鎳基合金等不適合PCBN加工。