伴随着加工制造业的发展，越来越多高硬度难加工材料的出现，这些材料的出现也意味着对其所加工的机床和刀具的性能要求更加严格，因此，在加工高硬度难加工材料时，需要出色的车削刀具与机床配合。因此，金刚石刀具和立方氮化硼刀具在超硬材料加工刀具中的表现有哪些特点？

我们都知道，钻石是地球上最坚硬的物质，在许多行业和领域得到了充分利用。现在机器加工和机床工具行业，金刚石被制成机床用的刀具，立方氮化硼同样适用，该方法解决了部分硬质合金、陶瓷刀具、高速钢刀具加工工件时对超高表面亮度、光洁度、超高精度、由于材料具有较高的硬度和难加工性，金刚石刀具和立方氮化硼刀具被称为超硬刀具，在机械制造业中有着广泛的应用。

古人说：金银财宝无穷无尽，人之常情。这就意味着世上没有完美的事物，任何事物都有其优点与缺点。是啊，钻石和立方氮化硼制造的金刚石刀具和立方氮化硼刀具这一世界上很硬的东西也是如此，没有任何材料的工件都可以加工更不是所有硬质材料都可以用金刚石刀具加工，它还受加工材料范围的限制。下面让我们来了解一下金刚石刀具和立方氮化硼刀具的性能特点，以及所用材料的分类。

一、金刚石工具的性能特征和使用材料的分类。
(1)钻石切割器的性能特征。
本实用新型具有高硬度、高抗压强度、良好的导热性能、高耐磨、极低摩擦系数、超净等特性。钻石切削工具分为封焊和钎焊两种，钎焊成形刀是将金刚石材料以镶焊的方式与刀杆或其它基质焊接起来。在高速切削过程中，可获得更高的加工精度，提高加工效率。钻石刀具性能指标：1)聚晶金刚石刀具(PCD刀具)硬度达到8000HV，是硬质合金刀具的8~12倍。2)聚晶金刚石刀具(PCD刀具)的热导率为700W/mK，是硬质合金的1.5~9倍，比PCBN、铜更高，因而刀具的热传导速度较快，具有较高的高温红硬。3)金刚石刀具(PCD刀具)的摩擦系数通常只有0.1~0.3(硬质合金的摩擦系数为0.4~1)，这样，PCD刀具就可以显著降低切削力；4)金刚石刀具(PCD刀具)的热膨胀系数只有0.9×10^-6~1.18×10^-6PCD刀片只有硬质合金的1/5，因而热变形小，金刚石刀具(PCD刀具)与有色金属和非金属材料之间的亲和力极低，切削时，切屑在刀尖不容易粘结，形成瘤状。

(2)金刚石刀片适于加工材料分类。
从目前来看，适用于金刚石刀具加工的材料大致分为非铁基、非金属、复合材料三大类。资料部分如下：

非铁基金属材料分为铜及铜合金、硅铝合金、铝及铝合金、铅合金、巴氏合金、锌合金等。
碳纤维增强塑料、氧化铝、碳化硅、聚氨酯、有机玻璃、石墨、陶瓷、电木、陶瓷、环氧树脂、玻璃陶瓷、软橡胶尼龙产品等。
复合物有石棉、环氧玻璃纤维、碳质填充材料、尼龙填充材料、酚类填充材料、PVC填充材料、硅酸盐填充材料、玻璃钢。
因此金刚石刀具在这三个材料领域的应用如鱼得水，遇到含有这三种材料的工件使用金刚石刀具将会发现加工成本大幅度降低，加工效率成倍提高。

二、立方氮化硼刀具(CBN刀具或PCBN刀具)特性和几何参数。
(1)立方氮化硼刀具的性能。
立方氮化硼刀具硬度仅次于金刚石，具有极好的高温硬度，与陶瓷材料相比，其耐热、化学稳定性稍差，冲击强度和抗破度均较好。该产品适用于淬硬钢(HRC≥50)、珠光体灰铸铁、冷硬铸铁和高温合金等的切削加工，与硬质合金刀具相比，其切削速度可以提高一个数量级。
立方氮化硼含量高的复合聚晶立方氮化硼切割器(CBN切割器)硬度高、耐磨、抗压强度高、抗冲击韧性好，缺点是热稳定性和化学惰性较低，适合于切削耐热合金、铸铁、铁系烧结金属。PCBN刀具中的CBN颗粒含量较低，用陶瓷作粘结剂，其硬度低，但热稳定性能较差，具有较低的化学惰性，适用于淬硬钢的切削加工；用于淬硬钢的间歇加工和大余量切割应用。由于目标明确的刀具牌号，华菱超硬始终走在世界的前沿。
除加工铁、淬硬钢等黑色金属材料外，立方氮化硼刀具作为一种先进的超硬刀具材料，其应用领域已逐渐扩展，如加工粉末冶金、镍基合金等。

(2)立方氮化硼刀具(CBN刀具)叶片结构和几何参数。
合理地确定刀片形状和几何参数是充分发挥刀具切削性能的关键。根据刀具强度，不同刀片形状的刀尖强度由高到低依次为：圆形、100°菱形、方形、菱形80°、三角形55°菱形、35°菱形。选好叶片材料后，应选择强度最高的叶片型式。硬车削刀片还应选择尽可能大的刀尖圆弧半径，圆弧和大刀尖圆弧半径的刀片进行粗加工，精加工时刀尖圆弧半径大约0.8μm。

淬硬钢切屑为红色、松软的带状，脆性大，易折断，不粘结，切削时淬硬钢表面质量高，一般不产生积屑瘤。但是，由于切削力较大，尤其是径向切削力大于主切削力，因此，切割器最好是负前角(go=-5°)和后角更大(ao=10°~15°)。根据机床的刚性来确定主偏角，通常为45°~60°来降低工件和刀具的振动。

上述有关超硬质材料加工刀具的有关内容，在实际加工高硬度难加工材料时遇到了许多问题，如硬度、加工余量、机床刚性、刀具性能等，其中刀具材料的性能特点也是重中之重。但愿上面能对读者有所帮助。