立方氮化硼因其具有很高的硬度和耐磨性，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，比金剛石高得多的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性以及低的摩擦系數(shù)，而在切削加工領(lǐng)域被廣為關(guān)注與應(yīng)用。立方氮化硼刀具既能勝任淬硬鋼(45~65HRC)、軸承鋼(60~62HRC)、高速鋼(>62HRC)、工具鋼(57~60HRC)、冷硬鑄鐵的粗車和精車，又能勝任高溫合金、熱噴涂材料、硬質(zhì)合金及其他難加工材料的切削加工，可實現(xiàn)“以車代磨”，大幅度提高加工效率。被加工材料的硬度越高越能體現(xiàn)立方氮化硼刀具的優(yōu)越性。隨著高速數(shù)控加工機床的發(fā)展與普及，高精度加工的需求越來越廣泛，立方氮化硼刀具必然會得到廣泛的應(yīng)用。PCBN特別適合于加工過去只能磨削的高硬度材料，能獲得較好的工件表面質(zhì)量，從而可以免除退火、簡化工藝，大幅度地節(jié)省工時和能耗。

目前為止，作為刀具材料使用的立方氮化硼主要是PCBN。按成分與制造方法的不同，PCBN刀具可分為整體式刀片與復(fù)合式刀片，前者是用立方氮化硼為原料在高溫高壓下燒結(jié)而成整體PCBN刀片，后者是在韌性較好的碳化鎢基硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)一層厚約0.5~1.0mm的CBN而成的復(fù)合式刀片。PCBN刀片可制作成焊接式或機夾可轉(zhuǎn)位式刀具。

PCBN刀具材料的性能與其CBN的含量、CBN晶粒的大小和粘結(jié)劑的種類有很大的關(guān)系，通過調(diào)整這三者的比例及種類可獲得不同性能的PCBN刀具材料，各刀具生產(chǎn)廠商也就是通過這種方法獲得適應(yīng)不同加工要求的PCBN刀具。

(1)CBN含量對PCBN刀具性能的影響CBN的含量一般以其質(zhì)量百分數(shù)表示含量的不同主要影響刀具的硬度、熱導(dǎo)率和韌性等。CBN的含量越高，則硬度越高熱導(dǎo)率也越高，而韌性則下降。一般CBN的含量在40%~90%之間。若含量低于40%，則刀具硬度的下降可能導(dǎo)致切削刃的塑性變形而出現(xiàn)熱塑性變形損壞。而含量若超過 95%，則由于粘結(jié)劑的含量太少而造成CBN顆粒容易脫落，耐性能大大降低導(dǎo)致刀具過早地出現(xiàn)前刀面的月牙洼磨損損壞。因此，不同的工件材料在不同的加工條件下，最高刀具壽命對應(yīng)不同的最佳CBN含量。例如，加工模具鋼時，CBN含量在55%左右的刀具最耐磨;加工62HRC的滲碳硬鋼和Cr12MoV鋼時，CBN含量為60%左右的刀具最耐磨;而加工62HRC的Cr06合金鋼和66HRC的W6Mo5Cr4V2高速鋼時，CBN含量越高的PCBN刀具越耐磨。通常，CBN含量高的刀具適合于加工耐熱鋼、硬質(zhì)合金及高硬度的淬硬鋼，而CBN含量低的刀具適合于加工一般淬硬鋼及有沖擊的斷續(xù)切削。

(2)CBN晶粒大小對PCBN刀具性能的影響CBN晶粒大小主要影響PCBN刀具的強度和抗磨損性能。細晶?？墒咕Я５慕缑娣e增加，提高燒結(jié)強度和抗裂紋擴展的能力，CBN晶粒尺寸越小，PCBN刀具的抗破損能力越強，刀具切削刃鋒利性越好。試驗表明，當(dāng)CBN晶粒的直徑由21μm減小到9μm時，PCBN刀片的抗壓強度由2500~2800MPa提高到3000~3500MPa。小顆粒的CBN晶粒能提供較大的反應(yīng)表面積，產(chǎn)生誘發(fā)轉(zhuǎn)變的晶體外延生長，得到顯微結(jié)構(gòu)完全致密的PCBN材料。當(dāng)CBN晶粒直徑增加1倍時，PCBN刀具的壽命要降低30%~50%。PCBN刀具CBN晶粒尺寸大約分為:粗粒度20~30μm，中粒度3~10μm，細粒度小于2μm。

(3)粘結(jié)劑對PCBN刀具性能的影響PCBN刀具使用的粘結(jié)劑的種類及性能的影響見下表。

對于復(fù)合式PCBN刀片而言，硬質(zhì)合金基底的含鉆量對PCBN刀具性能會產(chǎn)生一定的影響。這是因為刀片燒結(jié)時，硬質(zhì)合金基底中的鉆首先會溶解在WC中，在滲入CBN后與之生成金屬間化合物W12C021B6，使PCBN聚晶體強度和韌性下降。因此，低鉆的硬質(zhì)合金YC3作基底的復(fù)合刀片比高鈷的YG6作基底所獲得的復(fù)合刀片有更高的刀具壽命。