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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。
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
立方氮化硼刀具的种类与使用
立方氮化硼刀具过去主要用于精加工，近十几年来通过改进生
产工艺，控制原料纯度和晶粒尺寸，采用复合材料和热压工艺等，其脆性
有了重大改进，韧性提高，使用可靠性大大改善，已可作为常规刀具在生
产中应用，对提高工效、保证产品质量起重要作用。
立方氮化硼刀具材料的性能特点
立方氮化硼刀具是指用立方氮化硼（CBN）做成切削部分的刀具。
立方氮化硼（CBN）是氮化硼BN的同素异构体之一，结构与金刚石相似，是用超高温超高压技术人工合成的超硬材料。
其硬度仅次于金刚石(显微
硬度可达8000～9000HV)，且热稳定性高(达1250～1350℃)，对铁族元素化学惰性大，抗黏结能力强，用金刚石砂轮即可磨削开刃，故适于加工
35HRC以上的硬质材料，如各种淬硬钢(碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、轴承钢、模具钢等)、冷硬铸铁、钴基和镍基高温合金、硬质合金、表面
喷涂(焊)材料等高硬及耐磨材料，也可用于钛合金、纯镍、纯钨及其它材
料的加工。
它是以车、铣代替磨削的最佳刀具之一。
用立方氮化硼刀具加
工淬硬钢的表面粗糙度为Ra1.60.4μm，精度可达IT7IT6。
上海通用汽车公司在一条发动机柔性生产线上，用山高刀具（上海）
公司生产的立方氮化硼CBN300刀片面铣刀铣削发动机缸体平面（铸件），切削速度高达1600m/min，进给速度为5000mm/min。
专注下一代成长，为了孩子。
cbn涂层及其在刀具上的应用随着现代切削技术的发展，金属切除率不断提高。
1900年，用碳素工具钢刀具车削标准钢棒(500mm×100mm)需用时约100分钟，20世纪50年代采用硬质合金刀具后，加工时间缩短为几分钟。
1969年开始采用涂层硬质合金刀具，最初用涂层刀片切削标准钢棒需用时1.5min，而采用gc1025和gc015涂层刀片使加工时间进一步缩短到1.25min和1min。
通过对加工过程进行分析可知，要提高切削速度、降低切削成本，在所有加工因素中最经济的办法就是应用新型刀具材料。
刀具表面涂层是提高刀具寿命、降低切削成本的有效手段。
刀具涂层不仅可以提高刀具的表面硬度，增强其耐磨性，而且可以减小刀具表面摩擦系数，增加润滑能力，提高切削速度，减少换刀次数，提高被加工零件的精度和表面质量，从而提高生产效率。
目前，在工业发达国家，涂层刀具已占所用全部刀具的80%以上，而我国这一比例尚不及20%，因此推广涂层刀具的应用、开发新的涂层刀具材料具有重大意义。
1. cbn的性能特点cbn（cubic boron nitride,立方氮化硼）是继人工合成金刚石之后出现的另一种超硬无机材料，它除了具有许多与金刚石类似的优异物理、化学特性，如超高硬度(仅次于金刚石)、高耐磨性、低摩擦系数、低热膨胀系数等，同时还具有一些优于金刚石的特性（cbn与金刚石的性能对比见表1）。
与金刚石不适合加工钢铁材料不同，cbn对铁族金属具有极为稳定的化学性能，因此可广泛用于钢铁制品的精密加工、研磨等。
cbn除具有优良的耐磨损性能外，其耐热性也极为优良，在相当高的切削温度下也能切削耐热钢、淬火钢、钛合金等，并能切削高硬度的冷硬轧辊、渗碳淬火材料以及对刀具磨损非常严重的sial合金等难加工材料。
表1 cbn与金刚石的性能对比性能――cbn――金刚石晶体结构――闪锌矿――金刚石晶格常数(a°)――3.615――3.567密度(g·cm-3)――3.48――3.515显微硬度(mpa)――46042～84337――>;88260弹性模量(gpa)――700――1000热膨胀系数(×10的-6次方/℃)――4.7――3.1化学稳定性――与fe系金属不反应，大气中至1000℃不氧化――与fe系金属反应，大气中600℃以上氧化热稳定性――真空中，温度至1550℃才发生从cbn至hbn的相变――真空中，温度超过1300℃，金刚石开始向石墨转变cbn并不是天然存在的，需要靠人工合成，合成cbn的传统方法是高温高压法。
一篇文章让你读懂立方氮化硼刀具的性能优势及加工领域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—立方氮化硼刀具。
其中立方氮化硼刀具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立方氮化硼刀具的性能优势及加工领域。
一、立方氮化硼刀具的性能（1）硬度高，耐磨性好：立方氮化硼刀具的硬度仅此与金刚石刀具，和金刚石刀具统称为超硬刀具。
由于其较高的硬度也使立方氮化硼刀具具有良好的耐磨性。
（2）具有很高的热稳定性：耐热性可达1400℃～1500℃，比金刚石的耐热性(700℃～800℃)高出一倍，是刀具材料中耐热性最高的，故可加工高温合金材料。
（3）具有很好的化学稳定性：与铁系材料到1200℃～1300℃不起化学作用。
（4）良好的导热性：CBN的导热系数(79.54 W/m.k)仅次于金刚石(146.5 W/m.k)，随着切削速度的提高，CBN的导热系数也逐渐增高。
这有利于降低切削区的温度而减少扩散磨损。
二、立方氮化硼刀具的分类立方氮化硼刀具分为整体聚晶立方氮化硼刀具和焊接式立方氮化硼刀具。
整体聚晶立方氮化硼刀具是通体都是一种牌号—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；二焊接式立方氮化硼刀具是只有刃口部位是立方氮化硼材料，基体是硬质合金材质。
此类中间有中心孔，其配备刀杆和硬质合金刀具的刀杆通用。
三、立方氮化硼刀具的应用随着切削技术的不断发展，立方氮化硼刀具广泛应用于高硬度难加工材料的加工。
（1）立方氮化硼刀具可以车代磨，硬车削高硬度难加工材料由于立方氮化硼刀具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立方氮化硼刀具可以车代磨硬车削高硬度难加工材料。
（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。
cBN涂层及其在刀具上的应用随着现代切削技术的发展，金属切除率不断提高。
1900年，用碳素工具钢刀具车削标准钢棒(500mm×100mm)需用时约100分钟，20世纪50年代采用硬质合金刀具后，加工时间缩短为几分钟。
1969年开始采用涂层硬质合金刀具，最初用涂层刀片切削标准钢棒需用时1.5min，而采用GC1025和GC015涂层刀片使加工时间进一步缩短到1.25min和1min。
通过对加工过程进行分析可知，要提高切削速度、降低切削成本，在所有加工因素中最经济的办法就是应用新型刀具材料。
刀具表面涂层是提高刀具寿命、降低切削成本的有效手段。
刀具涂层不仅可以提高刀具的表面硬度，增强其耐磨性，而且可以减小刀具表面摩擦系数，增加润滑能力，提高切削速度，减少换刀次数，提高被加工零件的精度和表面质量，从而提高生产效率。
目前，在工业发达国家，涂层刀具已占所用全部刀具的80%以上，而我国这一比例尚不及20%，因此推广涂层刀具的应用、开发新的涂层刀具材料具有重大意义。
1. cBN的性能特点cBN（Cubic Boron Nitride,立方氮化硼）是继人工合成金刚石之后出现的另一种超硬无机材料，它除了具有许多与金刚石类似的优异物理、化学特性，如超高硬度(仅次于金刚石)、高耐磨性、低摩擦系数、低热膨胀系数等，同时还具有一些优于金刚石的特性（cBN与金刚石的性能对比见表1）。
与金刚石不适合加工钢铁材料不同，cBN对铁族金属具有极为稳定的化学性能，因此可广泛用于钢铁制品的精密加工、研磨等。
cBN除具有优良的耐磨损性能外，其耐热性也极为优良，在相当高的切削温度下也能切削耐热钢、淬火钢、钛合金等，并能切削高硬度的冷硬轧辊、渗碳淬火材料以及对刀具磨损非常严重的SiAl 合金等难加工材料。
表1 cBN与金刚石的性能对比性能――cBN――金刚石晶体结构――闪锌矿――金刚石晶格常数(A°)――3.615――3.567密度(g·cm-3)――3.48――3.515显微硬度(MPa)――46042～84337――88260弹性模量(GPa)――700――1000热膨胀系数(×10的-6次方/℃)――4.7――3.1化学稳定性――与Fe系金属不反应，大气中至1000℃不氧化――与Fe 系金属反应，大气中600℃以上氧化热稳定性――真空中，温度至1550℃才发生从cBN至hBN的相变――真空中，温度超过1300℃，金刚石开始向石墨转变cBN并不是天然存在的，需要靠人工合成，合成cBN的传统方法是高温高压法。
郑州众城工具CBN刀具简介立方氮化硼硬度与耐磨性仅次于金刚石，为硬质合金刀具的50倍，比涂层刀具高30倍，为陶瓷刀具的25倍，是目前最有效的加工铁族元素最有效的刀具。
CBN刀具具有比陶瓷刀具更高的冲击强度和抗破裂性而且对于刚性较低的机床也能切削硬金属。
CBN刀具能承受大功率粗加工的切削载荷、断续切削的击打和精细加工所需的热和磨损性能。
具有刃口重载条件下高速加工要求的高导热性和韧性以及用于严重断续切削。
温度高到2000℃是还有极佳的红硬性。
CBN含量高的材质等级用于珠光体灰铸铁。
CBN含量低的材质等级用于淬硬黑色金属加工。
干车淬硬工件替代肮脏的强化冷却的磨削加工更具吸引力。
CBN是一种硬车和高速铣特别喜欢的刀具材料。
CBN优点：使光洁度达到Ra0.1以上；材料切削率高，缩短加工周期，提高生产零件数量，加工参数更快更高，提升零件质量，尺寸控制卓越，表面精度一致，增长机械有效运作时间，不需投资新设备即可提高生产效能。
CBN刀具加工效果如下：工件材质牌号及规格切削参数渣浆泵轧辊Ni、Cr耐磨铸铁RNMN2010 V=70-140m/min f=0.4mm/r ap=5-8mm 砸臼壁磨辊ZGMn13 RNMN2008 v=100-150m/min f=0.45mm/r ap=6mm刹车盘鼓缸套合金铸铁SNMN090404 V=400-800m/min f=0.2mm/r ap=0.3mm离合器压盘HT250 RNMN1204 V=600-1000m/min f=0.15mm/r ap=0.2mm轴承支承轴承钢50Mn RCMX1207 V=80-120m/min f=0.18mm/rap=2mm 半轴套管淬火钢TNMA160416 V=150m/min f=0.15mm/r ap=0.5mm丝杠高速钢SCMN0904 v=45m/min ap=0.2mm还有其他很多材料正在推广中……我们郑州众城工具有限公司，以质量为生命，以客户满意为标准，诚信做事，诚实做人。
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。
CBN刀具硬车轴承优势及应用，大型号轴承硬车，刀具只是一部分CBN刀具硬车轴承优势及应用导读：随着超硬刀具（CBN刀具）的研制应用，在许多冷加工中，磨削可以被车削所取代。
本文介绍了轴承套圈的硬车加工工序，工件表面粗糙度达到Ra0.4-Ra0.8，满足轴承精度要求。
随着科技的发展，对大型、特大型轴承精度的要求越来越高，公差等级要求达到P5，P4的范围越来越广，通常情况下，大型轴承在机械加工方面主要依靠数控立式车床和立式磨床，由于受一般数控立式车床加工精度限制，磨加工工序的余量较多，磨削时间较长，效率较低。
随着超硬刀具（CBN刀具）的研制应用，在许多冷加工中，磨削可以被车削所取代。
本文介绍了轴承套圈的硬车加工工序，工件表面粗糙度达到Ra0.4-Ra0.8，满足轴承精度要求。
1、硬车轴承的CBN刀具特点CBN刀具是目前加工黑色金属脆硬材料的优选材质，具有很高的硬度和耐磨性，是目前已知的第二高硬度的物质，加工高硬度材料时可减少大型零件加工中的尺寸偏差和尺寸分散性。
CBN刀具具备很高的热稳定性和高温硬度，当切削温度较高时，会使被加工材料软化，与刀具间硬度增大，有利于切削加工进行，但对刀具寿命影响不大。
CBN刀具具备很高的抗氧化能力，与铁系材料在1200～1300℃时也不发生化学反应，但在1000℃左右时会与水产生水解作用，所以采用CBN刀具加工轴承时，尽量采用干式切削的加工方式。
CBN刀具具备较低的摩擦系数，切削时不易形成滞留层或积屑瘤，有利于加工表面质量的提高。
2、硬车轴承的CBN刀具材质大型轴承热处理后留的余量较大，采用整体聚晶CBN刀具可减少走刀次数，提高生产效率。
其中BN-S20牌号是目前应用较为广泛的一款CBN材质。
BN-S20牌号属于整体聚晶CBN刀具，硬度达到HRC95-HRC100之间，而且含陶瓷结合剂，保证在高温下具备更高的抗化学腐蚀性，耐磨性更优异。
如加工外径φ1900mm，厚130mm风电1.5MW机组用变浆轴承内外圈：采用磨削加工，磨时间是18小时以上，采用以车代磨工艺，时间只需4.5小时。
