1、汇总人：华菱超硬CBN刀具（立方氮化硼刀具）资料目 录Contents 01 什么是CBN刀具？02 CBN刀具的应用03 CBN刀具的切削参数04 CBN刀具的优劣05 CBN刀具的磨损形式06 CBN刀具的常见问题什 么 是 CBN刀 具 ？l CBN刀具定义l CBN刀具优势l CBN刀具结构01 什么是CBN刀具？ 立方氮化硼CBN(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（CBN刀具），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、
2、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，CBN（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。CBN刀具的结合剂可归纳为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。01 什么是CBN刀具？01 什么是CBN刀具？CBN刀具的性能优势 具有很高
3、的硬度和耐磨性CBN单晶的显微硬度为HV80009000，是目前已知的第二高硬度的物质，PCBN复合片的硬度一般为HV30005000。具有很高的热稳定性和高温硬度CBN的耐热性可达14001500，在800时的硬度为Al2O3/TiC陶瓷的常温硬度。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12001300时也不发生化学反应。具有良好的导热性和较低的摩擦系数01 什么是CBN刀具？整 体 式 镶 嵌 式 复 合 式还 可 提 供 定 位 槽 、 断 屑 槽 、 修 光 刃 、 涂 层 等 产 品4 1 2 3CBN刀具的结构CBN刀 具 的 应
4、 用l 按加工材质划分l 按应用行业划分l CBN刀具的应用02 CBN刀具的应用 按 加 工材 质 划 分 01 0203 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牌号CBN刀具。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牌号CBN刀具 普通灰铸铁（HT150/200/250/300）如发动机缸体/缸盖、刹车盘、制
5、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牌号CBN刀具。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等牌号CBN刀具0402 CBN刀具的应用矿 山 机 械 行 业 钢 铁 轧 辊 行 业能源行业 航 空 航 天 行 业汽车行业按应用行业划分02 CBN刀具的应用 C B N 刀 具 的 应 用重载切削 高速切削以车代磨 干式切削CBN刀 具 的 切 削 参 数l 常规切削参数l 华菱超硬CBN刀具切削参数l 切削公式03 CBN刀具的切削
6、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c。加工材质 切削速度 Vc（m/min） 进给量 Fr（mm/r） 吃刀深度 ap（mm）硬铸铁 70 150 0.15 0.5 0.12 2.0灰铸铁 400 1000 0.15 0.5 0.12 2.0淬火钢 60 140 0.15 0.5 0.2 2.5耐热合金 100 240 0.05 0.3 0.1
7、2.5常规切削参数03 CBN刀具的切削参数加工材料 加工工序 切削参数 推荐刀具牌号切削速度 Vc(m/min) 吃刀深度ap（mm） 进给量 Fr（mm/r）高硬度铸铁（硬度：HRC35-68） 粗加工 35-120 1-10 0.15-0.7 BN-K1精加工 60-200 1 0.05-0.35 BN-K10硬钢（硬度HRC45） 粗加工 50-150 1-10 0.15-0.7 BN-S10，BN-S20精加工 90-250 1 0.05-0.35 BN-S200，BN-H10，BN-H11，BN-H20，BN-H21灰铸铁 粗加工 400-1200 1-10 0.2-1 BN-S3
8、0，BN-S300精加工 600-2000 1 0.05-0.3 BNK30，BN-K10华菱超硬CBN刀具切削参数03 CBN刀具的切削参数 切削时间（Te）Te=Im/I（min）Im：工件长度I:每分钟的切削长度 理论表面粗粗糙度（h） h=f2/8Re*1000（m） f：每转进给量 Re：刀尖圆弧半径车削加工的计算公式切削速度（Vc） Vc=dn/1000（m/min）：3.14（圆周率）d：工件直径n：主轴转速 进给量（Fr） Fr=I/n（mm/r） I:每分钟切削长度n：主轴转速03 CBN刀具的切削参数 工作台进给速度（vf） vf=fz*z*n（mm/min）fz:每刃进给
9、量（mm/min）z：铣刀刃数n:主轴转速 加工时间（Tc） Tc=L/vf（min）vf:每分钟工作台进给速度L:工作台总进给长度（工件长度l*铣刀直径：D1）铣削加工的计算公式切削速度（Vc） Vc=D1n/1000（m/min） ：3.14（圆周率） D1：铣刀直径 n:主轴转速 每刃进给量（Fz） Fz=vf/z*n vf：每分钟工作台进给速度 z：铣刀刃数 n:主轴转速（每转进给量fr=z*fz）CBN刀 具 的 优 劣l 从使用角度来判断l 从制造角度来判断04 CBN刀具的优劣 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
10、证。 12从使用角度来判断，优质的立方氮化硼（CBN）刀具有两大特点：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。 04 CBN刀具的优劣 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。 12从制造角度来讲立方氮化硼（CBN）刀具的优劣：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
11、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。 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。 3CBN刀 具 的 磨 损 形 式l 连续切削中的磨损形式l 断续切削中的破损形式05 CBN刀具的磨损形式1、后刀面磨损3、压力面磨损 2、月牙洼磨损4、边界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。主要原
12、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。 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。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。连续切削中的磨损形式05 CBN刀具的磨损形式01 这是CBN刀具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。崩刃 断续切削中的破损形式03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
13、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。碎断 02 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。剥落04 CBN刀具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。裂纹CBN刀 具 的 常 见 问 题l 价格方面l 切削液方面l 刀具寿命方面l 刀具重磨方面06 CBN刀具的常见问题CBN刀具加
14、工工件时是否添加切削液？ 一般不加切削液，尤其是整体式CBN刀具，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。CBN刀具贵不贵？1片多少钱？ CBN刀具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。（华菱超硬咨询电话：0371-86566583）CBN刀具1个刃口能加工多少工件？ CBN刀具没有明确的寿命值，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。CBN刀具是否可以重磨？ 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。华 菱 超 硬 简 介郑州华菱超硬
15、材料有限公司前身是河南超硬材料研究所，是专业生产立方氮化硼刀具的高新技术企业，在业内最先针对灰铸铁，各种耐磨铸铁/铸钢，淬火钢等高硬度难切削材质进行刀具研发。主导产品包含焊接复合式立方氮化硼刀具和整体立方氮化硼聚晶刀片，产品获得多项实用型专利，尤其在间断切削淬火钢、高铬白口铸铁等高硬度材料领域和高速切削领域独具优势，在超硬刀具学术界享有很高声誉！ 公司以国家超硬材料重点实验室和河南科技大学为技术依托，自备超硬刀具研发中心，已承担并完成了国家重点“产学研”工程和CBN制品科技攻关项目，目前正在实施国家示范工程项目和“宝石级金刚石制品”计划项目。十余年的传承与专注，作为硬材料加工领域的知名刀具品牌， 广泛服务于汽车制造、钢铁冶金、能源、矿山、航空航天等领域。Thank you
