1. 超高硬度與耐磨性
立方氮化硼(CBN)是硬度僅次于金剛石的超硬材料,其硬度高達 HV3200 - 4000,這一硬度數值是硬質合金刀具硬度的數倍 。如此高的硬度使得立方氮化硼刀具在面對高硬度材料時,切削刃能夠保持鋒利,持續高效地進行切削工作。以淬火鋼加工為例,淬火鋼硬度通常在 HRC55 - 65 之間,傳統硬質合金刀具切削時,由于硬度不足,切削刃快速磨損,可能僅加工幾十個零件后,刀具就因磨損嚴重無法保證加工精度,需要頻繁更換。而立方氮化硼刀具憑借其超高硬度,在同樣加工條件下,磨損速度極其緩慢,能夠加工數千個零件,極大地降低了刀具更換成本與停機時間,提升了生產效率。在汽車發動機曲軸的淬火鋼加工中,使用立方氮化硼刀具可使加工效率提高數倍,同時降低刀具成本約 30% - 50% 。
2. 良好的熱穩定性
立方氮化硼具有出色的熱穩定性,在 1300 - 1500℃的高溫下仍能保持其硬度和切削性能。在高速切削進程中,刀具與工件劇烈摩擦,會產生大量熱量,瞬間切削區域溫度可達上千攝氏度。普通刀具材料,如高速鋼,在 500 - 600℃時硬度就會顯著下降,導致切削性能急劇惡化,加工精度難以保證,工件表面質量變差。而立方氮化硼刀具在高溫下結構穩定,能夠維持其切削性能。在航空發動機渦輪盤的高速銑削加工中,切削速度極高,產生的熱量巨大,立方氮化硼銑刀能夠在這種高溫環境下穩定工作,保證渦輪盤復雜型面的加工精度控制在 ±0.01mm 以內,表面粗糙度達到 Ra0.4 - 0.8μm,滿足航空航天領域對零件高精度的嚴苛要求。
3. 優異的化學穩定性
立方氮化硼刀具化學性質十分穩定,在加工過程中不易與鐵族金屬發生化學反應。在鋼鐵材料加工領域,這一特性尤為關鍵。鋼鐵中主要成分是鐵,普通刀具在切削過程中,高溫高壓的切削環境會促使刀具材料與鐵元素發生化學反應,導致刀具材料被腐蝕、溶解,加劇刀具磨損。比如在加工含鎳、鉻等合金元素的特殊鋼材時,普通硬質合金刀具的鈷粘結相容易與這些合金元素發生反應,造成刀具表面涂層脫落、切削刃崩損,刀具壽命大幅縮短。而立方氮化硼刀具則不受此影響,其化學穩定性使其能夠在加工這類特殊鋼材時,保持刀具的完整性,穩定地完成加工任務,刀具壽命可比普通刀具延長 2 - 5 倍。
4. 適合高速高精度加工
基于上述超高硬度、良好熱穩定性和優異化學穩定性等優點,立方氮化硼刀具成為高速高精度加工的理想選擇。在高速切削時,它能夠承受更高的切削速度和進給量。以模具制造中的精密型腔加工為例,傳統刀具受自身性能限制,難以在高速下保證加工精度,而立方氮化硼刀具可將切削速度提升至傳統刀具的 3 - 5 倍,進給量提高 2 - 3 倍 。同時,其穩定的切削性能確保了加工精度,加工后的模具型腔尺寸精度可達 ±0.005mm,表面粗糙度達到 Ra0.2 - 0.4μm,極大地減少了后續拋光等精加工工序,縮短了模具制造周期,提高了模具生產效率和質量。在航空航天領域,對于發動機葉片這類復雜形狀零部件的加工,不僅要求高精度,還需高效率,立方氮化硼刀具配合五軸聯動加工技術,能夠快速、精準地完成葉片復雜曲面的加工,滿足航空航天零部件對高精度和高效率的雙重要求。