PCBN 刀具材料制备与其特性摘要:在现代工业尤其是汽车工业与航天航空工业中，复合材料与耐磨有色金属材料被大量使用，而采纳普通刀具加工这类材料却难以胜任。因此，超硬刀具材料 PCBN 应运而生。本文对 PCBN 材料的主要性能进行了描述。指出，PCBN 材料的性能主要与 CBN 的含量、粒度与结合剂的种类有关。一类是 Co 等作粘结相，高 CBN 含量的 PCBN，主要用于粗加工，切削高硬度合金钢、耐磨铸铁、硬质合金等较优。另一类是以瓷作粘结相，低 CBN 含量，细粒度的 PCBN，主要用于精加工，切削材料以淬火钢、模具钢、轴承钢为主。一、引言 立方氮化硼复合体(PCBN)是上个世纪 70 年代初开发的一种超硬刀具材料。与传统刀具材料相比，具有耐磨性高、耐热性好、与铁族金属不起亲和反应等优点。 实践说明，PCBN 刀具具有加工精度高和较低的工件表面粗糙度，达到“以车代磨”、“以铣代磨”、“以镗代磨”的使用效果。其加工精度可以达到 1μm，表面粗糙度可以达到 0.2μm。PCBN 是先进加工不可缺少的利刃，高速切削技术进展的历史，也就是刀具材料不断进步的历史。铁族金属高速切削的代表性刀具材料是立方氮化硼。 单晶立方氮化硼的颗粒很小，目前人工合成的单晶立方氮化硼的最大粒径为 3mm 左右。鉴于培育立方氮化硼大单晶在技术上存在难度，所以，联、美国、英国、日本和中国相继研制出聚晶立方氮化硼[1]。二、PCBN 制造工艺简述 聚晶立方氮化硼可以分为整体 PCBN 烧结块和带硬合金基体的 PCBN 复合片。整体 PCBN烧结块是由 CBN 颗粒在高压高温下烧结而成的;PCBN 复合片是由 CBN 层与硬质合金基体在高压高温下烧结而成的。多晶体的结构使聚晶立方氮化硼具有各向同性，克服了单晶存在解理面的缺陷，同时，PCBN 具有硬质合金基体的抗冲击韧性[2]。 目前，应用比较多是带粘结剂的聚晶立方氮化硼复合片。虽然，整体 PCBN 烧结块克服了立方氮化硼单晶颗粒小以与各向异性的缺点，但它作为刀具在焊接时存在一定问题，整体 PCBN 烧结体不易被通常的焊料所浸润粘接，直接进行焊接很困难，而聚晶立方氮化硼复合片则具有这方面的优势[3]。 1、 粘结剂 粘接剂在烧结过程中起着降低烧结压力和温度，改善烧结体性能的重要作用。选择粘接剂要遵循以下原则: (1).线膨胀系数尽可能与立方氮化硼接近，这样可以降低温差应力; (2).粘接剂与氮或硼元素应有强烈的化学亲和性，从而可以牢固地粘接立方氮化硼; (3).可以牢固...
