金属切削刀具材料--超硬刀具材料

超硬刀具材料指金刚石与立方氮化硼。应指出的是，加工一般材料大量使用的还是高速钢与硬质合金。只有对高硬度或超精加工时使用超硬刀具才有较好的经济效益。

金刚石(超硬刀具材料之一)是自然界已发现的最硬的材料，分天然金刚石和人造金刚石两种，显微硬度达10000HV。

-金刚石刀具(超硬刀具之一)有三类：

1．天然单晶金刚石刀具：天然单晶金刚石的颗粒在100mg(0.5克拉)以上，价格昂贵，其晶体结构对金刚石刀具的使用性能影响很大，主要用于非铁材料及非金属的精密加工。单晶金刚石刀具结晶界面有一定的方向，不同的晶面上硬度与耐磨性有较大的差异，刃磨时需选定某一平面，否则影响刃磨与金刚石刀具使用质量。

2．人造聚晶金刚石刀具：通过合金触媒的作用，在高温高压下由石墨转化而成。人造聚晶金刚石是将人造金刚石微晶在高温高压下再烧结而成，可制成所需形状尺寸，镶嵌在刀杆上使用。由于抗冲击强度提高，这种金刚石刀具可选用较大切削用量。聚晶金刚石结晶界面无固定方向，可自由刃磨。

3．金刚石烧结体：是在硬质合金基体上烧结一层约0.5mm厚的聚晶金刚石。金刚石烧绕结体强度较好，允许切削断面较大，也能间断切削，所以，这种金刚石刀具可多次重磨使用。

金刚石刀具的主要优点是：

1)金刚石刀具有极高的硬度与耐磨性。

2)金刚石刀具有很好的导热性，较低的热膨胀系数。因此，金刚石刀具切削加工时不会产生很大的的热变形，有利于精密加工。

3)金刚石刀具刃面粗糙度较小，刃口非常锋利。因此，能胜任薄层切削，用于超精密加工。

聚晶金刚石主要用于制造刃磨硬质合金刀具的磨轮、切割大理石等石材制品用的锯片与磨轮。金刚石刀具主要用于非铁材料，如铝硅合金的精加工、超精加工；高硬度的非金属材料，如压缩木材、陶瓷、刚玉、玻璃等的精加工；以及难加工的复合材料的加工。金刚石耐热温度只有700~800℃，其工作温度不能过高，金刚石又易与碳亲和，故不宜加工含碳的黑色金属。

超硬刀具材料--立方氮化硼(CBN)

CBN是超硬刀具材料的一种，由六方氮化硼(白石墨)在高温高压下转化而成的，是20世纪70年代发展起来的新型超硬刀具材料。

CBN刀具（超硬刀具之一）主要优点是：

1)CBN刀具有很高的硬度与耐磨性，达到3500-4500HV，是仅次于金刚石刀具的超硬刀具。

2)CBN刀具有很高的热稳定性，1300℃时不发生氧化，与大多数金属、铁系材料都不起化学作用。因此能高速切削高硬度的钢铁材料及耐热合金，这种超硬刀具的粘结与扩散磨损较小。

3)CBN刀具有较好的导热性，这种超硬刀具与钢铁的摩擦系数较小。

4)CBN的抗弯强度与断裂韧性介于陶瓷与硬质合金之间。

由于CBN材料的一系列的优点，使这种超硬刀具能对淬硬钢、冷硬铸铁进行粗加工与半精加工。同时还能高速切削高温合金、热喷涂材料等难加工材料。

CBN也可与硬质合金烧结成一体，这种CBN烧结体的抗弯强度可达1.47GPa，能经多次重磨使用。

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