CBN刀片材质

CBN刀具的特性及应用案例（精）CBN 刀具的特性及应用案例CBN 刀具是由立方氮化硼制作而成的刀具。

CBN 是氮化硼(BN 的同素异构体之一,结构与金刚石差不多,利用超高温超高压技术人工合成的超硬材料。

CBN 刀具分为焊接式 CBN 刀具和整体式 CBN 刀具。

焊接式 CBN 刀具是以硬质合金作基体,只在刃口上镶焊有 CBN 复合层,整体式CBN 刀具是通体都是一种材料。

两者的区别在于焊接式CBN 刀具适合精加工工序,只能加工背吃刀量ap ≤ 0.3mm 以下的工件,而整体式 CBN 刀具可以加工余量为0.3mm 以上的工件, 适合粗加工和半精加工工序。

CBN 刀具的特性为:(1具有较高的硬度和耐磨性;(2具有很高的热稳定性;(3具有优良的化学稳定性;(4具有较好的导热性;(5具有较低的摩擦系数。

CBN 刀具适合加工的材料范围:高硬度铸铁、热处理之后的高硬度工件加工(淬硬钢HRC ≥ 50 、灰铸铁球墨铸铁、和高温合金等材料。

以下是华菱超硬刀具针对各种材料的加工进行分析。

一、加工高硬度铸铁材料对于 HSD75以上的铸铁加工(如高硬度轧辊,因硬度较高,毛坯一般伴随着气孔,沙眼,包砂等铸造缺陷,对刀片的抗冲击性、耐高温、耐磨损性能要求很高;适合此材料的CBN 刀具为BN-K1牌号,此牌号保持了CBN 刀具硬度及耐磨性能优异之外,抗冲击韧性较好,不宜崩损,能承受较大的切削深度, 适合大余量粗加工高硬度铸铁,也适用于精加工工序。

以加工以镍铬合金铸铁轧辊加工为例,轧辊硬度:HSD80, 刀具牌号:BN-K1, 切削参数:ap=4mm , Fr=1mm/r, Vc=55m/min,切削方式:干式切削。

加工效果:BN-K1牌号与某陶瓷刀具相比刀片寿命长,遇到气孔,砂眼不崩刀。

二、加工热处理后的高硬度工件材料经过热处理后的工件硬度高,加工较困难,陶瓷刀具脆性大遇到断续切削会产生崩刀(如淬火后齿轮加工端面,端面部位有螺栓孔等,华菱针对淬火钢断续切削推出的 CBN 刀具 BN-H20牌号和 BN-S20牌号,两者的区别在于 BN-H20牌号适合加工中等断续切削, BN-S20牌号加工强断续切削。

CBN刀片随着现代技术和切削技术的不断发展，很多刀具材料相继出现，刀具发展由高速钢刀具—硬质合金刀具—吐涂层硬质合金刀具—陶瓷刀具—CBN刀片。

其中CBN刀片1970年开始使用于切削刀具，并且由于其良好的加工性和可高速切削的性能，使之成为加工高硬度难加工材料的手选择刀具材料。

接下来就具体介绍一下CBN刀片的性能和适合加工领域。

一、CBN刀片的分类CBN刀片分为整体聚晶CBN刀片和焊接式CBN刀片。

整体聚晶CBN刀片是通体都是一种材质—立方氮化硼，此刀片中间没有孔，属于机夹可转位刀具,需专门配置刀杆；二焊接式CBN刀片是只有刀尖部位是立方氮化硼材料，其他是硬质合金材料。

此类中间有中间孔，市面上有很多国标刀杆与之相配。

二、CBN刀片的应用（1）CBN刀片可以车代磨，硬车削高硬度难加工材料由于CBN刀片具有较高的硬度和耐磨性，红硬性。

所以采用华菱超硬整体聚晶CBN刀片可以车代磨硬车削高硬度难加工材料。

如BN-H10材质硬车削汽车零部件齿轮，加工效果是陶瓷刀具的5-6倍。

（2）高速切削随着现代技术的发展，由于部分工件如汽车零部件刹车盘、制动鼓均属于批量生产，由数控车床铸件替代普通车床加工刹车盘、制动鼓。

可高转速，高质量的加工工件。

其中CBN刀片对线速度不敏感，可高速切削工件。

如BN-S30材质高效切削刹车盘、制动鼓，在保证工件的要求粗光洁度和尺寸要求的同时，生产节拍是涂层刀具的1/2。

（3）干式切削CBN刀片加工工件时采用干式切削，减少环境污染，如BN-K1材质加工高硬度铸铁，铸铁都知道铸造成型，表面余量大切屑多，采用涂层刀具或陶瓷刀具根本无法加工，还是湿式切削，铁屑不容易清理。

采用CBN刀片BN-K1材质，不仅可大余量切削高硬度铸铁，不添加切削液，不仅可保证现场卫生，而且铁屑方面回收利用。

三、CBN刀片可加工领域（1）由于其良好的加工性能，可加工高硬度铸铁，如冷硬铸铁，镍硬铸铁，高铬铸铁，高镍铬铸铁。

华敏PCBN刀具质量、服务已远超国内同行，与世界一流刀具企业如山高、住友等并驾齐驱。

这一点也得到了东南亚、日本、韩国、德国、俄罗斯等国际客户的认可。

下面就华敏公司刀具与同行的刀具加工性能做下对比，让用户更直观的了解华敏cbn无与伦比的优势。

(一)铸铁、难加工材料加工
被加工材料：HT250
刀具型号：HJ30 CNGA120408
切削条件：Vc=600m/min,f=0.2mm/r，ap=0.25mm，湿式加工
(二)硬钢
被加工材料：20CrMoTi
硬度：HRC58-63
刀具型号：HJ60 CNGA120408
切削条件：Vc=120m/min，f=0.2mm/r，ap=0.3mm
以上试验结果，足以证明在不同领域华敏公司刀具抗崩刃、耐磨性超群，与市场同类产品相比，具有更稳定的加工性能，保证了工件更优异的尺寸精度。

CBN刀具的加工材质
（1）高硬度铸铁
如高铬铸铁、合金铸铁、镍硬铸铁、白口铸铁均属于高硬度铸铁，典型零部件有轧辊、工业泵等。

针对高硬度铸铁常用CY1和HJ3系列材质，优势显著。

可拉荒粗车有夹砂、气孔的铸件毛坯。

（2）高硬度钢件（硬度HRC45以上）
如高锰钢、高速钢、淬火钢，高频淬火钢，工具钢，轴承钢等，典型零部件包括轧臼壁、高速钢轧辊、淬硬齿轮/齿轮轴、轴承、滚珠丝杠、模具等。

使用CY1/CY6和HJ6系列材质cbn刀具效果明显。

【刀片的韧性和耐磨性能优异；单边背吃刀量ap可达7.5mm，可加工HRC45-HRC79之间的高硬度钢件】
（3）普通灰铸铁（HT150/200/250/300等）
如发动机缸体/缸盖、刹车盘、制动鼓、皮带轮、离合器压盘等均属于灰铸铁件。

使用CY3和HJ3材质的系列刀具。

加工速度高，效率高，有效节约成本。

（4）其他难加工材料
如粉末冶金、高温合金材料，及镍基、铁基、钴基等高硬度堆焊/喷焊/激光熔覆/热喷涂材料工件。

使用HJ8牌号的cbn刀具。

立方氮化硼材料的CBN刀片与CBN砂轮知识目前，CBN（立方氮化硼材料）常用语制作CBN刀具和CBN砂轮等切削工具和磨削工具用于加工黑色金属材料，实现高速切削和高速磨削，并对于难加工材料中广泛应用，不但提高加工效率而且大幅度提高了加工精度和尺寸公差。

目前CBN刀具的应用相当普遍，而CBN砂轮由于高速磨削磨床设备的经济性，普及面不广。

如何提高生产效率、降低制造成本，以具有竞争力的价格向客户提供高质量的产品，通过不断的努力，以及为了满足产品零件精度要求的CBN成形磨削工业应用，在设备投资、CBN磨轮制造成本和刀具使用寿命等方面均具有较好的经济性。

所以笔者相信，随着国内高速磨削的普及和高速磨床设备的技术发展，必将带来新的磨削技术革命，届时，CBN砂轮为基础的高速磨削将与CBN刀具一起成为高速加工的普遍性革命。

CBN（立方氮化硼）材料的知识CBN是立方氮化硼英文名称(CubicBoronNitride)的缩写，它是硬度仅次于金刚石的一种人工合成无机晶体材料，广泛地用于机械加工工业。

各工业发达国家都把CBN作为达到高效率、节约能源、超精密和操作自动化加工等目的的重要材料加以发展。

专家研究表明：当温度达到700℃左右时，金刚石的硬度会有较明显的下降趋势，而CBN材料仍能保持相当的硬度。

这说明CBN的热稳定性(红硬性)明显优于金刚石。

由于铁系金属高温时对碳元素有着很强的亲和作用，因此，由纯碳元素组成的金刚石不宜用作加工铁系金属的刀具材料。

而CBN由硼、氮两种元素组成，高温时不容易和铁系金属发生化学反应，CBN刀具的出现使得对淬火钢的切削成为了可能。

立方氮化硼刀具的知识PCBN是聚晶立方氮化硼英文名称(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)的缩写。

由PCBN刀具坯料经过切割、焊接和刃磨制成的PCBN刀具具有良好的切削性能，主要表现在以下几个方面：高硬度和耐磨性CBN的硬度仅次于金刚石，对于可切削黑色金属的刀具材料来说，PCBN刀具的硬度最高。

加工粉末冶金的超耐磨刀具材质-CBN刀具（CBN刀片）粉末冶金就是说制取金属粉末，及采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成材料和制品的工艺技术。

它是冶金和材料科学的一个分支学科。

粉末冶金技术的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，可见粉末冶金技术在工业可以说无处不在。

粉末冶金零件的切削加工常用高硬度，耐磨性较强的刀具材料以实现高效率加工或减少换刀频次。

常用立方氮化硼材质刀具；目前立方氮化硼刀具BN-K10或BN-S50牌号CBN刀具（有CBN成型刀具和数控机夹CBN刀片两种结构）精加工粉末冶金零件效果显著，对于粉末冶金零件的粗加工，华菱开发出BN-S20或BN-S30牌号数控CBN刀片更适合大余量粗加工粉末冶金零件。

粉末冶金发展历史：粉末冶金方法起源于公元前三千多年。

制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。

而现代粉末冶金技术的发展中共有三个重要标志：1、克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难。

1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。

2、三十年代成功制取多孔含油轴承；继而粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。

3、向更高级的新材料、新工艺发展。

四十年代，出现金属陶瓷、弥散强化等材料，六十年代末至七十年代初，粉末高速钢、粉末高温合金相继出现；利用粉末冶金锻造及热等静压已能制造高强度的零件。

粉末冶金技术的优点：1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。

2、耐用度高、精度高、表面粗糙度及适用于零件图形复杂，机加工比较难加工的零配件。

3、采取粉末冶金技术工件的性能也有提高、（强度、硬度）。

此外想必之下节约材料、减少加工量。

节约生产成本。

提高生产竞争力。

4、粉末冶金技术能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

立方氮化硼（CBN）是一种利用超高压、超高温技术人工合成的超硬刀具材料，能加工硬质合金刀片、陶瓷刀片所不能加工的高硬度、高耐磨材料，具有加工效率高、刀具寿命长和加工质量好等特点。

其材料所制成的刀具具有这些特点，因此现在深受使用者的青睐：1、极强的化学稳定性。

立方氮化硼是化学惰性特别大的物质，与铁族材料在1200~1300℃中也不会起化学反应。

并且，立方氮化硼与各种材料的粘结和扩散作用比硬质合金小得多，特别适合加工钢铁类材料。

2、极强的化学稳定性。

立方氮化硼是化学惰性特别大的物质，与铁族材料在1200~1300℃中也不会起化学反应。

并且，立方氮化硼与各种材料的粘结和扩散作用比硬质合金小得多，特别适合加工钢铁类材料。

3、极高的硬度和良好的耐磨性。

立方氮化硼与不同材料的摩擦系数在0.1~0.3之间，远小于硬质合金的摩擦系数，因此有利于提高加工材料的表面质量。

立方氮化硼的晶粒硬度可达HV8000~9000，远高于硬质合金和陶瓷，在加工高硬度材料方面更具优势。

4、很高的热稳定性。

即使在1200℃的高温下，立方氮化硼依然能保持良好的热稳定性，比金刚石的耐热温度几乎高出一倍，因此丝毫不惧高速切削所产生的高温，可以用比硬质合金刀具高3~5倍的速度来切削。

5、导热性能好。

立方氮化硼的导热系数仅次于金刚石，是硬质合金的20倍，并且随着切削温度的提升其导热系数也会逐渐增大，有利于刀具在刀尖切削区的温度扩散。

6、可以以车代磨。

立方氮化硼（CBN）刀具不仅有很高的金属切除率，而且有很好的表面加工质量。

在切削各种淬火钢时，可以有效地代替磨削，减少加工工序，提高生产效率，且加工精度也能达到磨削的水平。

郑州重道科技有限公司专注于为用户超硬工具服务，公司旗下品牌固德工具包含了高性能陶瓷切削刀具、超硬磨料磨具（金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮）等产品，广泛应用于制造、汽车零部件制造、矿山机械等产业，多方位助力传统工业实现智能制造迈向工业4.0时代。

立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)是20世纪50年代首先由美国通用电气(GE)公司利用人工方法在高温高压条件下合成的人造立方氮化硼刀具（CBN刀具），其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。

CBN立方氮化硼原包装刀片应用材质：（1）高硬度铸铁（硬度HSD75以上）：如高铬铸铁、合金铸铁、镍硬铸铁、白口铸铁均属于高硬度铸铁，典型零部件有轧辊、工业泵等。

针对高硬度铸铁的BN-K1和BN-K10材质，CBN刀具的优势显著。

（2）高硬度钢件（硬度HRC45-68）：如高锰钢、高速钢、淬火钢等，典型零部件包括轧臼壁、高速钢轧辊、淬硬齿轮/齿轮轴、轴承、滚珠丝杠、模具等。

针对高硬度钢件的BN-S10、BN-S20、BN-S200、BN-H10、BN-H21材质优势明显。

（3）普通灰铸铁（HT150/200/250/300）：如发动机缸体/缸盖、刹车盘、制动鼓、皮带轮、离合器压盘等均属于灰铸铁件。

BN-S300和BNK30牌号CBN刀具可实现高速加工。

（4）其他难加工材料：如粉末冶金、高温合金材料，及镍基、铁基、钴基等高硬度堆焊/喷焊/激光熔覆/热喷涂材料工件。

BN-S300、BN-S200、BDN80等材质加工应用优势明显。

废旧CBN立方氮化硼原包装刀片回收利用创造新价值，一般替换下的CBN立方氮化硼原包装刀片，如果不做处理就会造成工业垃圾，那么把CBN立方氮化硼原包装刀片卖给回收站，就可以解决了垃圾，又可以获得丰厚的收益。

所以CBN立方氮化硼原包装刀片报废后千万不要丢掉，还可以卖给废品回收公司，也是一笔不小的收入。

但是卖的时候一定要找专业的CBN立方氮化硼原包装刀片回收厂家，防止被非法厂家作出不正当的处理。

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