市场上聚晶立方氮化硼（PCBN刀具按成分和制造方法可分为3种：整体聚晶立方氮化硼刀具、聚晶立方氮化硼复合片以及电镀立方氮化硼刀具。具有极高的硬度与耐磨性，   目前。具有很高的耐热性，具有良好的化学稳定性和导热性，摩擦系数也较低，PCBN与PCDPDC刀具资料有着相似的结构与性质，但耐磨性比PCDPDC要差。然而PCBN具有良好的抗化学腐蚀性，且在1200℃的高温下，表示出良好的热稳定性。目前50％的PCBN刀具用于汽车制造业，包括用于加工汽车发动机箱体、刹车盘、传动轴、气缸孔、发动机进出气阀座等，另外，约20％用于重型设备（如轧辊）加工。近年来，随着计算机加工技术的迅猛发展以及数控机床普遍使用，可实现高效率、高稳定性、短命命加工的PCBN刀具的应用也日益普及，同时还引入了许多先进的切削加工概念，如高速切削、硬态加工、以车代磨、干式切削等。PCBN刀具资料已成为现代切削加工中不可缺少的重要的刀具资料。

一、超硬刀具资料发展概况

   超硬刀具材料是指天然金刚石及硬度、性能与之相近的人造金刚石和CBN立方氮化硼）由于天然金刚石价格比较高贵，一、超硬刀具资料发展概况 <   超硬刀具材料是指天然金刚石及硬度、性能与之相近的人造金刚石和CBN立方氮化硼）由于天然金刚石价格比较高贵。所以生产上大多采用人造聚晶金刚石（PCD聚晶立方氮化硼（PCBN以及它复合资料。

美国就利用人造金刚石微粉和CBN微粉在高温、高压、触媒和结合剂的作用下烧结成尺寸较大的聚晶块作为刀具资料。之后，   早在20世纪50年代。南非戴比尔斯（DEBEEM公司、前苏联和日本也相继研制胜利。20世纪70年代初又推出了金刚石或CBN和硬质合金的复合片，硬质合金基体上烧结或压制一层0.5MM1MMPCD或PCBN而成，从而解决了超硬刀具资料抗弯强度低、镶焊困难等问题，使超硬刀具的应用进入实用阶段。

并于1970年在贵阳建造了国第一座超硬资料及制品的专业生产厂第六砂轮厂，   国超硬刀具材料的研究与应用开始于上个世纪70年代。从19701990年整整20年中，超硬资料年产量从仅46万克拉增至3500万克拉。上个世纪90年代前后，不少超硬资料生产专业厂从国外引进成套的超硬资料合成设备及技术，使产量得以迅速提高，至1997年，国人造金刚石年产量就已达到5亿克拉左右，CBN年产量达800万克拉，跃居世界超硬资料生产大国之首。

其显微硬度可达10000HV刀具资料中最硬的资料。同时它摩擦系数小，   金刚石具有极高的硬度和耐磨性。与非铁金属无亲和力，切屑易流出，热导率高，切削时不易发生积屑瘤，加工外表质量好，能有效地加工非铁金属资料和非金属资料，如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、末烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合资料、塑料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨的木材（尤其是实心木和胶合板等复合材料）

热稳定性低。700一800℃时容易碳化，   金刚石的缺点是韧性差。故不适于加工钢铁资料。因为在高温下铁原子容易与碳原子作用而使其转化为石墨结构。此外，用它切削镍基合金时，同样也会迅速磨损。

   二、超硬刀具的主要品种及应用

世界上已经应用或正在试验中的超硬刀具材料的主要品种有以下几种。   目前。

   1天然和人工合成大单晶金刚石

其显微硬度可达10000HV耐磨性好，   单晶金刚石有天然金刚石（ND和人工合成金刚石两种。单晶金刚石用于制作切削刀具必需是大颗粒的质量大于0.1G最小径长不得小于3MMND目前已知矿物中最硬的物质。而且切削刃非常锋利，刃部粗糙度值小，摩擦因数低，抗黏结性好，热导率高，切削时不易黏刀及发生积屑瘤，加工外表质量好。天然金刚石的硬度、抗磨损与抗腐蚀性和化学稳定性保证了刀具的超长寿命，能保证继续持久的正常切削，并减少由于刀具磨损对被加工零件的影响；其较高的导热系数又可降低切削温度和零件的热变形。天然大单晶金刚石的优良特性可满足精密及超精密切削对刀具材料的大多数要求，虽然其价格高贵却仍被公认为是理想的精密及超精密切削工具资料。可广泛地应用于加工原子核反应堆及其它高技术领域的各种反射镜、导弹和火箭中的地航陀螺、计算机硬盘基片，加速器电子枪的超精密加工以及激进手表零件、首饰、制笔、有色金属装饰件的精密加工等。此外，还可以用于制造医用刀具。ND缺点主要是与铁族元素接触时有化学反应，700800℃时将碳化（即石墨化）一般不适于加工钢铁资料。

   2聚晶金刚石和聚晶金刚石复合刀片

高温、高压下，   PCD又称金刚石烧结体。通过钴等金属结合剂将许多金刚石单晶粉聚晶成的多晶体资料。虽其硬度稍低于天然单晶金刚石，但它随机取向的金刚石晶粒的聚合，属各向同性，无解理面。因而它不像大单晶金刚石那样在不同晶面上的强度、硬度及耐磨性有很大的差异，以及因解理面的存在而呈脆性。切削时，切削刃对意外损坏不很敏感，抗磨损能力也较强，可长时间保持锋利的切削刃，加工时可采用很高的切削速度和较大的背吃刀量，使用寿命一般高于WC基硬质合金刀具1050倍，而且PCD原料来源丰富，其价格只有ND几十分之一至十几分之一，PCD刀具具有极高的硬度及寿命、很低的摩擦系数、锋利的刀刃、优异的导热性和低膨胀系数等特点，现已成为保守WC基硬质合金刀具的高性能替代品。聚晶金刚石复合片（PDC刀具资料是PCD研究的基础上发展起来的硬质合金作为PCD基体资料既有好的韧性和一定的硬度，同时又具有可焊性以及与PCD某种兼容性。所以它既具有金刚石的硬度和耐磨性，又具有硬质合金的韧性和可焊性之优点。

   3CVD金刚石

而PCDPDC高温高压下合成的CVD金刚石包括三类：第一种是适当基体上沉积的CVD金刚石涂层（包括类金刚石DLC涂层）第二种是堆积厚度达1MM无支撑的CVD金刚石厚膜；第三种是金刚石晶种上外延生长的CVD金刚石单晶膜或准单晶膜。CVD金刚石由于是不含任何金属催化剂的纯金刚石，   CVD金刚石是低压下制备的不同于大单晶金刚石。因此它热稳定性接近天然金刚石。同高温高压人工合成聚晶金刚石一样，CVD聚晶金刚石晶粒也呈无序排列，无脆性解理面而呈各向同性。CVD涂层刀具与PCDPDC刀具相比，具有刀具形状复杂、利息低、一片多刀刃等优点。然而，也存在金刚石涂层与基体之间结合强度低以及对有CVD金刚石涂层的刃口进行研磨处置时容易分层剥落的缺陷。

CVD金刚石的应用市场还不大；CVD金刚石厚膜与PDC相比，   目前为止。主要优点是其热稳定性好，缺点是晶粒间的内聚强度低，内应力大、相对脆性大和不导电性。特别是缺乏导电性，阻碍了电火花（EDM切割、抛光加工技术中的应用。而该项技术在金刚石刀具加工业，尤其是木材加工用刀具的生产和修整上得到广泛应用。

   4聚晶立方氮化硼