超硬刀具材料

超硬刀具材料包括金刚石、立方氮化硼等是机械加工生产中常见的刀具材料。
金刚石
金刚石刀具的主要特点是：具有极高的硬度和耐磨性，刃口锋利，导热性好，较低的线膨胀系数和很低的摩擦因数，但耐磨性差，强度很低，易与碳亲和，不宜加工含碳的黑色金属。
单晶金刚石
单晶金刚石刀具绝大多数为天然单晶金刚石制成，其刃口可以磨得极锋利。天然单晶金刚石刀具主要用于有色金属及贵金属的超精加工。
聚晶金刚石
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，聚晶金刚石刀具结构主要有焊接式PDC刀具和可转位PDC刀片。主要用于加工耐磨有色金属及其合金和难加工非金属材料。如切割大理石石材、刃磨硬质合金等。
CVD金刚石刀具
CVD金刚石是指用化学气相层积法（CVD）在异质基体（如硬质合金、陶瓷等）上的合成金刚石膜。CVD金刚石刀具性能优于PDC刀具，具有超硬的耐磨性和良好的韧性。CVD金刚石刀具是加工铝、硅铝合金、铜及其合金、石墨、陶瓷以及各种增强玻璃纤维和碳纤维结构材料的理想刀具。
 立方氮化硼
立方氮化硼（简称CBN）是继人工合成金刚石之后出现的又一种无机超硬材料，其结构与金刚石类似，其主要特点是：

1. 极高的硬度和耐磨性  CBN的硬度为8000~9000HV，稍低于金刚石（10000HV），比硬质合金和陶瓷高得多。在加工淬火钢和灰铸铁时，刀具寿命比硬质合金高3~5倍。
2. 热稳定性好 CBN的耐热性为1400~1500℃，比金刚石的耐热性高得多，故适合高速下加工高温合金。在加工高镍和高钴基耐热合金时，CBV刀具的切削速度为硬质合金刀具的4~6倍。
3. 较好的导热性和较低的摩擦因数   CBN的导热性大大优于硬质合金和陶瓷，但不及金刚石，且其导热率随温度的升高逐渐增加，这对降低刃口处温度大为有益。与淬火钢的摩擦因数为0.2~0.3，可减少切削力并降低切削时的温度。
4. 化学稳定性好  CBN在1000℃以下不会产生氧化现象，与金刚石一样，与铁系材料直至1200~1300℃也不发生化学反应，但在1000℃以上会与水发生化学水解，大量CBN别消耗。因此，CBN刀具可用于加工淬火钢和铸铁，其黏度和扩散磨损小，不过在高温下切削时，宜采用干切。
5. 强度和韧性较差  CBN的抗弯强度较差，为陶瓷刀具的1/5~1/2，一般只用于精加工。

由此，CBN刀具最适合加工淬火钢和硬铸铁等一些难加工材料及其合金，特别在精镗直径较小（Ф6~35mm）的孔时，加工精度可达6级，表面粗糙度小于Ra0.2µm，有时可代替磨削加工，当CBN不适合加工塑性较大的金属，这是由于在加工这些金属时会产生较严重的积屑瘤，使加工表面质量恶化。


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