金屬切削刀具材料--超硬刀具材料

超硬刀具材料指金剛石與立方氮化硼。應指出的是，加工一般材料大量使用的還是高速鋼與硬質合金。只有對高硬度或超精加工時使用超硬刀具才有較好的經濟效益。

金剛石(超硬刀具材料之一)是自然界已發現的最硬的材料，分天然金剛石和人造金剛石兩種，顯微硬度達10000HV。

-金剛石刀具(超硬刀具之一)有三類：

1．天然單晶金剛石刀具：天然單晶金剛石的顆粒在100mg(0.5克拉)以上，價格昂貴，其晶體結構對金剛石刀具的使用性能影響很大，主要用於非鐵材料及非金屬的精密加工。單晶金剛石刀具結晶界面有一定的方向，不同的晶面上硬度與耐磨性有較大的差異，刃磨時需選定某一平面，否則影響刃磨與金剛石刀具使用質量。

2．人造聚晶金剛石刀具：通過合金觸媒的作用，在高溫高壓下由石墨轉化而成。人造聚晶金剛石是將人造金剛石微晶在高溫高壓下再燒結而成，可制成所需形狀尺寸，鑲嵌在刀杆上使用。由於抗沖擊強度提高，這種金剛石刀具可選用較大切削用量。聚晶金剛石結晶界面無固定方向，可自由刃磨。

3．金剛石燒結體：是在硬質合金基體上燒結一層約0.5mm厚的聚晶金剛石。金剛石燒繞結體強度較好，允許切削斷面較大，也能間斷切削，所以，這種金剛石刀具可多次重磨使用。

金剛石刀具的主要優點是：

1)金剛石刀具有極高的硬度與耐磨性。

2)金剛石刀具有很好的導熱性，較低的熱膨脹系數。因此，金剛石刀具切削加工時不會產生很大的的熱變形，有利於精密加工。

3)金剛石刀具刃面粗糙度較小，刃口非常鋒利。因此，能勝任薄層切削，用於超精密加工。

聚晶金剛石主要用於制造刃磨硬質合金刀具的磨輪、切割大理石等石材制品用的鋸片與磨輪。金剛石刀具主要用於非鐵材料，如鋁矽合金的精加工、超精加工；高硬度的非金屬材料，如壓縮木材、陶瓷、剛玉、玻璃等的精加工；以及難加工的複合材料的加工。金剛石耐熱溫度只有700~800℃，其工作溫度不能過高，金剛石又易與碳親和，故不宜加工含碳的黑色金屬。

超硬刀具材料--立方氮化硼(CBN)

CBN是超硬刀具材料的一種，由六方氮化硼(白石墨)在高溫高壓下轉化而成的，是20世紀70年代發展起來的新型超硬刀具材料。

CBN刀具（超硬刀具之一）主要優點是：

1)CBN刀具有很高的硬度與耐磨性，達到3500-4500HV，是僅次於金剛石刀具的超硬刀具。

2)CBN刀具有很高的熱穩定性，1300℃時不發生氧化，與大多數金屬、鐵系材料都不起化學作用。因此能高速切削高硬度的鋼鐵材料及耐熱合金，這種超硬刀具的粘結與擴散磨損較小。

3)CBN刀具有較好的導熱性，這種超硬刀具與鋼鐵的摩擦系數較小。

4)CBN的抗彎強度與斷裂韌性介於陶瓷與硬質合金之間。

由於CBN材料的一系列的優點，使這種超硬刀具能對淬硬鋼、冷硬鑄鐵進行粗加工與半精加工。同時還能高速切削高溫合金、熱噴塗材料等難加工材料。

CBN也可與硬質合金燒結成一體，這種CBN燒結體的抗彎強度可達1.47GPa，能經多次重磨使用。

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