一、什么是PCBN刀片?

　　1、PCBN刀片的定义

　　立方氮化硼PCBN(Polycrystalline 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(PCBN刀片)，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。

　　20世纪70年代，前苏联、中国、美国、英国等国家才相继研制成功作为切削刀具的CBN烧结体—聚晶立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)。从此，PCBN(立方氮化硼)以它优越的切削性能应用于切削加工高硬度铁、钢件等黑色金属材料。

　　以下是PCBN刀片和其他刀具材料的硬度和韧性对比。

　　2、PCBN刀片的性能优势

　　(1)具有很高的硬度和耐磨性

　　CBN单晶的显微硬度为HV8000～9000，是目前已知的第二高硬度的物质，PCBN复合片的硬度一般为HV3000～5000。

　　(2)具有很高的热稳定性和高温硬度

　　CBN的耐热性可达1400～1500℃，在800℃时的硬度为Al2O3/TiC陶瓷的常温硬度。

　　(3)具有较高的化学稳定性

　　CBN具有很高的抗氧化能力，在1000℃时也不产生氧化现象，与铁系材料在1200～1300℃时也不发生化学反应。

　　(4)具有良好的导热性和较低的摩擦系数

　　3、PCBN刀片的结构

　　还可提供定位槽、断屑槽、修光刃、涂层等产品

　　二、PCBN刀片的应用

　　1、按加工材质划分：

　　(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、等材质均可加工，典型零部件有轧辊、工业泵等。推荐BN-K1、BN-K10材质PCBN刀片。

　　(2)高硬度钢件(硬度HRC45以上)

　　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。推荐BN-S10、BN-S20、BN-S200、BN-H10、BN-H21材质PCBN刀片。

　　(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普通灰铸铁。推荐BN-S300、BNK30、BN-K20材质PCBN刀片。

　　(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。推荐BN-S300、BN-S200、BDN80等材质PCBN刀片。

　　2、按应用行业划分

　　矿山机械 钢铁行业

　　汽车行业

　　航空航天行业 风电行业

　　3、按加工工艺来分

　　重载切削：采用极大的切深对大型零件进行车削，华菱PCBN刀片BN-K1和BN-S20材质具有强度高、耐磨损、抗冲击韧性好等特点，相较于其他刀具，可获得更高的加工效率，广泛应用于能源、矿山、钢铁、冶金行业。

　　高速切削：是指在比常规切削速度高出很多的速度下进行的切削加工，开云app(kaiyun)官方网站刀具BNK30材质目前可在3000m/min的切削速度下高速加工，高出硬质合金刀具极限切削速度近10倍。

　　以车代磨：是将淬硬钢的车削作为最终精加工工序的工艺方法，其加工质量可代替磨削工序，开云app(kaiyun)官方网站刀具具有硬度高、耐崩损性强等特点，并形成了从连续—断续，粗加工—超精加工一整套的“以车代磨”硬加工领域刀具方案。

　　干式切削：是完全不用冷却润滑液的切削;不影响环境，便于切屑回收，是一种“绿色制造”工艺。华菱目前可对铸铁、硬钢、铝合金、高温合金，碳纤维复合材料等进行干式切削，助力绿色制造。

　　三、PCBN刀片的切削参数

　　1、常规切削参数

　　粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，故一般优先选择尽可能大的切削深度ap，其次选择较大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度。精加工时，首先应保证工件的加工精度 和表面质量要求，故一般选用较小的进给量f和切削深度ap，而尽可能选用较高的切削速度υc。

　　2、开云app(kaiyun)官方网站PCBN刀片切削参数

　　3、车削加工的计算公式

　　四、PCBN刀片的优劣

　　1、从使用角度来判断，优质的立方氮化硼(CBN)刀具有两大特点：

　　(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(CBN)

　　刀具使用安全性的最基本保证。

　　(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(CBN)刀具使用经济型的保证。

　　2、从制造角度来讲立方氮化硼(CBN)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(CBN)刀具的性能。当然，这也是市场上立方氮化硼(CBN)刀具价格参差不齐的最大原因。

　　(2)磨加工，由于立方氮化硼(CBN)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(CBN)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(CBN)刀具生产过程中，最容易

　　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(CBN)

　　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。

　　五、PCBN刀片的磨损形式

　　1、连续切削中的磨损形式

　　(1)后刀面磨损：最常见的磨损形式，是刀具与工件材料中的硬粒子摩擦形成的，磨损严重则会致使被加工工件的表面粗糙度和尺寸精度超差，需替换新的CBN刀片。

　　(2)月牙洼磨损：发生在刀片的前刀面，是由工件材料和切削刀具之间的化学反应造成的。月牙洼磨损会导致切屑处理恶化，影响已加工表面质量，而且过大的月牙洼磨损会削弱切削刃并可能导致断裂。

　　(3)压力面磨损：主要原因是因为切削速度太快，进给量太大，刀具后角太小而造成压力面磨损。

　　(4)边界磨损：主要原因是主偏角太大，进给量太大，切削速度太低造成边界磨损。

　　2、断续切削中的破损形式

　　(1)崩刃

　　这是PCBN刀片断续加工钢和铸铁时常见的一种破损形式。它是在切削刃上产生的小缺口，刀刃上几个小缺口或被崩掉一小块。如微崩刃的刀具在允许的磨损限度内还能继续切削，超差则需要更换。

　　(2)剥落

　　铣削钢和铸铁端面时，在前刀面上常出现的贝壳状剥落。出现此类情况，可通过提高切削速度、降低进给量，使用有负倒棱、刃口经过钝化处理的刀片。

　　(3)碎断

　　PCBN刀片连续切削高硬度材料或者断续切削工件时常发生的破损形式，这是由于断续切削高硬度工件时冲击载荷过大、短时间切削后即发生的早期破损，虽然切削条件适当，但切削较长时间后，没有及时换刀，由于刀具材料疲劳就发生了大块的断裂。

　　(4)裂纹

　　PCBN刀片在较长时间的断续切削后，有因机械冲击而引起的平行于切削刃的机械疲劳裂纹，也有因热冲击而引起的垂直于或倾斜于切削刃的裂纹。当这些裂纹不断扩展合并后，就引起刀刃碎裂或断裂。

　　六、PCBN刀片的常见问题

　　1、PCBN刀片加工工件时是否添加切削液?

　　答：一般不加切削液，尤其是整体式PCBN刀片，如果必须添加切削液的情况下可联系刀具工程师沟通选择合适的切削液。

　　2、PCBN刀片贵不贵?1片多少钱?

　　PCBN刀片价格相比硬质合金刀具肯定是高的，规格不同价格也不同，具体价格需致电刀具公司咨询。(华菱咨询电话：0371-86566583)

　　3、PCBN刀片1个刃口能加工多少工件?

　　PCBN刀片没有明确的寿命值，由于被加工工件的尺寸，精度，光洁度等不同，其寿命也不同，具体需要跟各公司的刀具工程师进行沟通，从而获得一个大概的范围。

　　4、PCBN刀片是否可以重磨?

　　答：可以重磨，但是普通砂轮磨不动，需要购买金刚石砂轮进行磨削。