目前，CBN（立方氮化硼材料）常用語(yǔ)制作CBN刀具和CBN砂輪等切削工具和磨削工具用于加工黑色金屬材料，實(shí)現(xiàn)高速切削和高速磨削，并對(duì)于難加工材料中廣泛應(yīng)用，不但提高加工效率而且大幅度提高了加工精度和尺寸公差。目前CBN刀具的應(yīng)用相當(dāng)普遍，而CBN砂輪由于高速磨削磨床設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，普及面不廣。如何提高生產(chǎn)效率、降低制造成本，以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格向客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，通過(guò)不斷的努力，以及為了滿足產(chǎn)品零件精度要求的CBN成形磨削工業(yè)應(yīng)用，在設(shè)備投資、CBN磨輪制造成本和刀具使用壽命等方面均具有較好的經(jīng)濟(jì)性。所以筆者相信，隨著國(guó)內(nèi)高速磨削的普及和高速磨床設(shè)備的技術(shù)發(fā)展，必將帶來(lái)新的磨削技術(shù)革命，屆時(shí)，CBN砂輪為基礎(chǔ)的高速磨削將與CBN刀具一起成為高速加工的普遍性革命。

   

　　CBN是立方氮化硼英文名稱(CubicBoronNitride)的縮寫(xiě)，它是硬度僅次于金剛石的一種人工合成無(wú)機(jī)晶體材料，廣泛地用于機(jī)械加工工業(yè)。各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都把CBN作為達(dá)到高效率、節(jié)約能源、超精密和操作自動(dòng)化加工等目的的重要材料加以發(fā)展。

專家研究表明：當(dāng)溫度達(dá)到700℃左右時(shí)，金剛石的硬度會(huì)有較明顯的下降趨勢(shì)，而CBN材料仍能保持相當(dāng)?shù)挠捕?。這說(shuō)明CBN的熱穩(wěn)定性(紅硬性)明顯優(yōu)于金剛石。由于鐵系金屬高溫時(shí)對(duì)碳元素有著很強(qiáng)的親和作用，因此，由純碳元素組成的金剛石不宜用作加工鐵系金屬的刀具材料。而CBN由硼、氮兩種元素組成，高溫時(shí)不容易和鐵系金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，CBN刀具的出現(xiàn)使得對(duì)淬火鋼的切削成為了可能。

　　PCBN是聚晶立方氮化硼英文名稱(PolycrystallineCubicBoronNitride)的縮寫(xiě)。由PCBN刀具坯料經(jīng)過(guò)切割、焊接和刃磨制成的PCBN刀具具有良好的切削性能，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　高硬度和耐磨性

　　CBN的硬度僅次于金剛石，對(duì)于可切削黑色金屬的刀具材料來(lái)說(shuō)，PCBN刀具的硬度最高。PCBN刀具的耐磨性可以達(dá)到涂層刀具和陶瓷刀具的5～10倍，因此，使用PCBN刀具能夠明顯減少生產(chǎn)加工中的換刀次數(shù)，提高被加工工件的精度與互換性，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期。

　　良好的導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性

　　PCBN刀具在800℃時(shí)的硬度仍高于硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具的常溫硬度，在1200℃時(shí)仍能保持較高的硬度，而且隨著溫度的升高，其導(dǎo)熱系數(shù)也隨之升高。因此，PCBN刀具能夠很好地滿足硬態(tài)切削、高速切削和干切削時(shí)的惡劣加工條件對(duì)刀具材料的要求。

　　高的化學(xué)穩(wěn)定性

　　由于CBN的化學(xué)惰性特別大，在1200～1300℃時(shí)也不會(huì)與Fe、Ni、Co等元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以PCBN刀具在切削加工時(shí)的化學(xué)磨損相對(duì)于其它刀具材料較小，可用于加工各種材料的工件。

　　較低的摩擦系數(shù)

　　CBN與不同材料間的摩擦系數(shù)為0.1～0.3，而且隨著切削速度的提高，PCBN的摩擦系數(shù)呈減小趨勢(shì)，從而使切削力減小，減少切削時(shí)的刀屑粘結(jié)現(xiàn)象，有利于提高加工精度以及表面質(zhì)量。

　  CBN砂輪可以高效高質(zhì)量地高速磨削金屬工件，應(yīng)用CBN砂輪的磨削速度已接近于聲速，從而大大提高了生產(chǎn)效率。由于CBN砂輪的損耗非常小，其成型磨削的精度極易保證。但是，CBN砂輪的制作技術(shù)卻制約著高速磨削技術(shù)的發(fā)展。因此，如何高精度地制作CBN砂輪成為了高速磨削技術(shù)的關(guān)鍵。

PCBN刀具應(yīng)用目前是相當(dāng)普遍的，CBN成形磨削由于設(shè)備、刀具的經(jīng)濟(jì)性，普及面不廣。我公司的CBN成形磨削刀具有較好的經(jīng)濟(jì)性。國(guó)外進(jìn)口CBN磨輪、CNC設(shè)備的優(yōu)越性當(dāng)然是無(wú)法回避的，所以我在本文中的敘述更多地強(qiáng)調(diào)了“滿足產(chǎn)品零件精度要求”的“實(shí)用”型工業(yè)應(yīng)用。

      CBN之所以的價(jià)格昂貴，是因?yàn)樗牧⒎降鹕拜喪窃谄胀ò讋傆裆拜喩霞右粚佑媒Y(jié)合劑黏結(jié)的立方氮化硼組成的.它是由與石墨很相近的立方氮化硼經(jīng)過(guò)高溫、高壓轉(zhuǎn)化而成的.它的硬度高，耐熱性好.

      CBN砂輪采用的結(jié)合劑常有三種：分別是金屬、樹(shù)脂及陶瓷且每種結(jié)合劑的砂輪也各有特點(diǎn).

1.金屬結(jié)合劑砂輪

 這種砂輪的形狀保持性好，它的修形一般使用旋轉(zhuǎn)動(dòng)力式金剛石修整器.修銳用SiC磨具.多用于磨削溝、槽等.立方氮化硼砂輪的形狀、尺寸、濃度和其他特性以及使用方法注意事項(xiàng)等與人造金剛石砂輪相同.

2.陶瓷結(jié)合劑砂輪

 這種砂輪只能用于濕磨，其修形和修銳可以同時(shí)進(jìn)行，可用單點(diǎn)金剛石修整器進(jìn)行修整，一般推薦使用旋轉(zhuǎn)動(dòng)力式金剛石修整器.主要用于內(nèi)圓磨削.

3.樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪

 這種砂輪使用最普遍，因?yàn)樗畋阌谑褂煤托拚?，容易保證工件的形狀、尺寸精度，可用于干磨，也可用于濕磨.它的修形一般使用金剛石筆或金剛石輪，修銳用WA磨具.

立方氮化硼砂輪之所以日益被人們重視，是因?yàn)樗哂幸陨纤龅囊幌盗袃?yōu)點(diǎn)，一般用于難以加工的材料，比如高速鋼及又硬又黏的高級(jí)耐熱合金鋼，以及M50或Cr4M04V軸承鋼.磨削軸承鋼時(shí)，一般采用陶瓷結(jié)合的立方氮化硼砂輪，粒度在85#～100#、濃度在50-100%范圍內(nèi)選用。

　　盡管我們?cè)趯?shí)踐中取得了進(jìn)步，但實(shí)際磨削生產(chǎn)中仍然存在許多不足，主要表現(xiàn)在以下四方面。

　　合理使用PCBN刀具，準(zhǔn)確判斷PCBN刀具的耐用度是關(guān)鍵。

　　PCBN刀具焊接技術(shù)仍需提高，目前仍有10%～30%的刀具損壞是由焊接質(zhì)量不好所引起。

　　CBN磨輪使用壽命仍有待于提高，其中CBN鍍覆技術(shù)的切實(shí)提高是關(guān)鍵。

      CBN磨輪基體的制造精度仍不能令人十分滿意。

      我國(guó)CBN砂輪技術(shù)發(fā)展速度迅猛，但目前CBN高速磨床的發(fā)展技術(shù)受制于國(guó)外巨頭的壟斷，以及CBN高速磨削在我國(guó)普及率不高，使得CBN砂輪推廣應(yīng)用相對(duì)困難