本文由国产CBN知名刀具专家-华菱超硬总结介绍了立方氮化硼CBN以及聚晶立方氮化硼PCBN切削刀片的性能以及适用范围。
随着机加工刀具-陶瓷刀片与聚晶立方氮化硼（PCBN）刀片的迅猛发展，硬工件切削方面该刀片得到广泛应用，以上机加刀具不仅投资少、易加工复杂零件、切屑易回收，而且加工效率高、可节约能源，获得迄今只有磨削加工才能达到的尺寸精度和表面质量。
聚晶立方氮化硼PCBN刀片是在高温高压下将细微的CBN材料通过结合相烧结在一体的多晶体材料。由于其具有独特的结构和特性，近年来被广泛应用于黑色金属的硬工件切削加工中。
01立方氮化硼CBN刀片性能
作为超硬刀具，刀片的材料有许多必备的条件，而最基本的条件就是有高的红硬性也就是我们常说的高温硬度、高的热传导性和高的化学稳定性。
CBN刀片是目前已知的矿物中硬度仅次于金刚石的材料。通过下图可以得出结论：随着温度的提高，CBN刀片硬度波动相比其他刀具小，在℃下CBN硬度高于其余几种刀片硬度，也验证了其高温硬度，是硬态切削最适合的刀片。
CBN刀片的热导率也很高，可以达到kW/（m·K），也仅次于金刚石。高热导性对机械加工来说非常重要，因高热导性的刀片可将切削区产生的大量热量快速传导出去，减少刀片在机械加工过程中产生快速磨损。
对于热化学稳定性，金刚石是碳的通俗异性体，在空气中约~℃就开始氧化，在高温下极易与Fe、Co、Ni等发生化学反应，因此不适合用于黑色金属的切削加工。可是CBN具有较好的化学稳定性，及时在℃下也不会发生氧化，与黑色金属的亲和力极小。
02PCBN刀片性能
目前由于CBN制造技术的受限，大颗粒CBN刀片的制备还有困难，也因此PCBN得以较快发展。PCBN除本身的一些特点外，还会受到三个因素的影响：1.PCBN中CBN的含量；2.PCBN中CBN的粒径；3.PCBN中结合相的种类。
CBN含量主要影响PCBN的硬度以及耐磨性，CBN含量越高，PCBN硬度和耐磨性也就越高。CBN颗粒尺寸是影响PCBN耐磨性和抗破损性的主要因素，颗粒尺寸越大，其抗机械磨损的能力就越强，而抗破损性能就越弱，以此制成的切削刀片的刃口锋利性就越差。PCBN中的结合相主要有Co等的金属材料和以TiC、TiN、Al2O3为主的陶瓷材料。金属作结合相时，PCBN有较好的韧性；陶瓷作结合相则有较好的耐热性。一般这些材料是一种或者数种混合使用，结合相的硬度、与CBN的浸润性以及工件材料的反应性，决定着PCBN的不同性能。
尽管PCBN具有优良的性能，而由于PCBN的脆性，目前PCBN刀坯多是将0.5mm左右的PCBN直接烧结在硬质合金基体上，形成一个复合整体使用。这样PCBN的高硬度、高热导性及高热化学稳定性和硬质合金基体的强度与韧性一起，使PCBN刀片既具备随切削硬而韧材料的巨大切削力，同时也具备承受严重间断切削所需要的高抗冲击力。
03PCBN刀片的适用范围
由于PCBN的特点及PCBN刀片价格相对较贵的因素，目前PCBN刀片主要应用于精加工淬硬黑色金属，实现以车带磨。总的来说，PCBN刀片主要适合HRC45以上的淬硬钢、耐磨铸铁；HRC35以上的耐热合金及HRC30以下的其他刀片难以加工的珠光体灰口铸铁。
PCBN刀片大致分为两类：高含量PCBN及含量陶瓷结合相PCBN（也成陶瓷CBN复合片）。高含量PCBN刀片（CBN一般含量在80%~90%~）具有较高的硬度、耐磨性、抗压强度和热导性，特别适合于加工高硬度合金或含有高硬质点的材料，如冷硬铸铁、硬质合金、耐热合金、铁基烧结合金等。目前市场上主要使用的产品有华菱超硬BN-K1牌号整体式PCBN刀片。
在切削淬硬钢（模具钢、轴承钢、合金钢、碳钢）时，由于切削温度较高，要求PCBN刀片需要具备较高的硬度和热化学稳定性，对此应采用CBN与较好浸润性的Ti系陶瓷作结合相的低含量PCBN刀片。尽管此PCBN刀片耐磨性和热导型相对较低，但恰巧时由于陶瓷相的耐热性好及热导性差的特点使得切削区形成热滞留温度升高，使工件迅速形成塑性变形而易于切削，可获得最佳的切削效果。切削淬硬钢常用的刀具牌号为：BN-H05、BN-H10及BN-H21。
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