立方氮化硼刀具包括立方氮化硼成型刀具和立方氮化硼刀片两大类；立方氮化硼成型刀具是把立方氮化硼复合层直接焊接到成型刀具上，多用于槽刀和小径槽刀等等，如图：

立方氮化硼刀片又分为焊接复合式立方氮化硼刀片与立方氮化硼整体聚晶刀片；前者是由立方氮化硼复合层焊接到硬质合金基体上组成各种车削刀片或其他镗孔用刀片上（以硬质合金刀片作为基体），后者是整体聚晶结构刀片，区别如下图

：

 

         1，原材料的净化处理方法

由于CBN微粉中残留有WBN、HBN、叶蜡石、石墨、镁、铁等杂质；另外它和结合剂粉末中均含有吸附氧、水汽等，对烧结不利。因此原材料的净化处理方法是确保合成聚晶性能的重要环节之一。研制时我们采用下列方法对CBN微粉和结合剂材料进行净化处理：首先在300 C左右用NaOH处理CBN徽粉，去除其中的叶蜡石和HBN；然后煮高氯酸去除石墨；用HCl在电热板上煮沸除去金属，并用蒸馏水洗至中性。结合剂用的Co、Ni、Al等采用氢还原处理。然后将CBN和结合剂按一定配比混合均匀并参入石墨模具中

，送入压力小于1E2的真空炉内，加热800～1000°C处理1h，除去其表面的污垢、吸附氧及水汽等，使CBN晶粒表面很洁净。结合剂材料的选择及加入量方面，目前CBN聚晶采用的结合剂种类可归纳为3大类：

(1)金属结合剂，如Ti、Co、Ni. Cu、Cr、W等金属或合金，在高温下易软化，影响刀具寿命；

(2)陶瓷结合剂，如Al2O3耐高温，但冲击韧性差，刀具易崩刃和破损；(3)金属陶瓷结合剂，如碳化物、氮化物、硼化物等与Co、Ni等形成的固溶体等，解决了上述两类结合剂之不足。总的结合剂加入量应充足但不能过多。实验结果表明，聚晶耐磨性和抗弯强度等与平均自由程（粘结相层厚度）关系密切，当平均自由程为0. 8～1.2μm时，聚晶磨耗比值高，此时结合剂掺入量为10%～15%（质量比）。

除了结合剂的选择之外，CBN粒度及粒度配比的确定也至关重要， 根摒加工精度和表面质量要求，制造切削工具用的CBN粒度大约分为：粗粒度20～30μm；中粒度3～10微米;细粒度2微米。用粗粒度做成的聚晶难以做成精度要求高的刀具，但其耐磨性、抗冲击性较高，细粒度做成的聚晶制成刀具可满足精加工和超精加工的要求。

        

       2，立方氮化硼刀具胚体制成分两大类：一种是直接在高温高压下把CBN层与硬质合金衬底复合在一起，经过切割，焊接工艺做成各种焊接成型刀具或立方氮化硼焊接刀片。一种是不带合金基体直接烧结成CBN刀肧，经过刃磨后制成整体聚晶刀片。各种刀具成品具体如上图。国外所用合成设备多为两面顶压机，国内大多为六面顶压机；除了原材料合成工艺是立方氮化硼刀具质量优劣的又一核心。

    

        3，立方氮化硼刀具的磨加工流程

        生产出的立方氮化硼刀具胚体需要刃磨才能用于切削，刃磨刀具获得正确的几何形状和表面粗糙度。一般分粗磨、精磨和研磨工序。粗磨采用180～240号树脂结合剂金刚石砂轮，进刀量为0. 01 mm/双行程；精磨用wlo～W14树脂结合剂砂轮，进刀量为0. 005 mm/双行程；研磨用W5～W3的金刚石砂轮或研磨膏，研磨刃磨中应特别注意金刚石砂轮的开刃修整对刃磨的影响。尽管刃磨过程中刀具在砂轮的整个端面来回摆动以使砂轮表面消耗一致，但实际上砂轮表面仍容易产生凹凸不平，须经常修整。

          

       4， 立方氮化硼刀具的几何参数

        立方氮化硼刀具的寿命与其几何参数密切相关，合适的前后角可提高刀具的抗冲击性能。排屑能力及散热能力。前角的大小直接影响切削刃的受力情况和刀片的内应力状态。为了避免刀尖承受机械冲击所造成的拉应力过大，一般采用负前角（-5。～- 10。），同时为减少后角磨损，主副后角为6。，刀尖半径为0.4–1.2mm的圆角，并倒棱研磨光滑。

 

       5，立方氮化硼刀具的检验

除检测硬度指标，抗弯轻度，抗拉强度等物理性能外，更需要用高倍电子显微镜检查每个刀片的表面和刃口处理精度。然后是尺寸检验，刀具的尺寸精度，M值，以及形位公差，粗糙度，然后包装入库。

 

 

1， 抗冲击性能好，特别是粗加工领域，使用时不崩刃，不碎裂，这是立方氮化硼刀具使用安全性的基本保证。

2， 耐磨性能好，高效加工的同时，能够低成本的代替硬质合金刀具和陶瓷刀片，这是立方氮化硼刀具使用经济型的保证。

     （二），从制造角度来讲立方氮化硼刀具的优劣：

1， 高纯度、高净化率的原材料，可靠规范的胚体合成工艺，这两项直接决定立方氮化硼刀具的性能。当然，这也是市场上立方氮化硼刀具价格参差不齐的大原因。

2， 磨加工，由于立方氮化硼刀具不像硬质合金刀片具备复杂槽型和涂层，性能主要取决于刀具胚体性能，而磨加工的工艺和精度直接决定切削时的微观性能。所以采用周边磨床，刀具成本虽然提高不少，但是立方氮化硼刀具的质量和耐用度都会上一个档次。

3， 严格检验手段：除了尺寸精度和表面质量外，立方氮化硼刀具生产过程中，容易产生废品的是电镜检测下的微观缺陷。刃口处肉眼看不到的微观缺陷是立方氮化硼刀具使用过程中崩刃口的导火索，容易造成使用时出现刀具扎刀问题。

 

 

    由于立方氮化硼刀具多为高端产品，制造强度大，技术门槛高，目前主要为国外制造商所控制，中国只有很小的份额，国内某咨询网站对根据对超硬刀具行业内厂商、下游用户的走访调查发现，在2009年，复合超硬刀具材料市场全球占有率前几位的公司为清一色的国外公司，分别是元素六（30％）、DI公司（20％）、日本住友（18％）、韩国日进（9％）、MegaDiamond（4.5％）、TomeiDiamond（4.5％）、Dennistools（4％），几大公司就占据了市场的90％。可以说我国超硬刀具还几乎处在刚刚起步阶段，并且存在这一些问题制约了刀具企业的迅速扩大，注意：这里指的的是——复合超硬刀具材料市场，包括焊接复合式立方氮化硼刀具和复合金刚石刀具。笔者要在此强调几点，虽然复合式氮化硼刀具和金刚石刀具市场要想实现国产化，还有很长的路要走，但是整体CBN刀片目前已经是我国的强项，华菱超硬整体立方氮化硼刀片每年出口到欧洲、美洲等高端用户市场的达20万片，公司的整体式HLCBN刀具在刀具领域可以藐视任何洋刀！在我国的刀具行业独树一帜，笔者希望大家不要数典忘祖，贻笑大方！况且随着国内六面顶压机技术的成熟和普及，在制造工艺上比国外更有优势。

 

    以整体立方氮化硼刀片为例，刀具质量参差不起，价格混乱，同样的规格型号价格相差很多甚至几倍，让用户眼花缭乱、无法选择，甚至有些不法刀具商贩以氮化硅刀片充当氮化硼刀片来谋取暴利，更有甚者采用低劣CBN原料和大量混合物以低廉的价格吸引用户后者以次充好，出了质量问题后推诿责任。由于用户从刀具外观难以辨认优劣，又不具备专业的检测手段，只能使用后才能发现，造成大量的资源浪费。笔者相信，随着立方氮化硼刀具知识的普及和相关企业品牌的创立，这种现象会越来越少.

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