聚晶立方氮化硼（PCBN）作为利用人工方法合成的硬度仅次于金刚石的新型刀具材料，是目前高效率、高速度、高精度切削铁系金属新一代刀具材料之一。在制造行业，机械零件的性能在近一二十年有了大幅度的提高，尽管刀具材料也在不断发展，可还是出现了刀具材料和被加工材料之间不相适应的状况。随着现代切削技术的发展，高速度、高精度、高效率、干式加工方式已经?成为新型切削技术的需求。新型的PCBN刀具，已成为绿色切削、现代切削不可缺少一部分。
PCBN刀具在中国已经发展了近30多年，其刀片设计的初衷，主要应用于精加工和超精加工，无论是国内还是国外，因而使用的数量和占用比例始终有限。这其中的原因主要是刀片的韧性受到加工条件的约束，以及刀片的应用范围和刀片的品种、昂贵的价格等。随着刀片制造技术的发展，河南富耐克超硬材料有限公司（以下简称“富耐克”）的PCBN刀具取得了重要进步，其刀片的物理性能、生产成本等都发生了重要的变化，无论从价格上还是从品质上也都发生了革命性变化。
据富耐克总工程师张太和介绍，富耐克自1988年成功合成中国第一颗高品级立方氮化硼CBN磨料以来，通过精湛的技术和先进的装备，对产品不断的改进和研发，建立起了专业化、大规模生产的资源平台，产品种类齐全，涵盖了CBN单晶、微粉、镀覆、树脂金刚石等全系列超硬磨料及性能卓越的CBN超硬刀具。2003年，富耐克开发出高性能、经?济性、多品种的立方氮化硼刀片。“随着技术的发展，如今，新型PCBN刀具不仅能广泛的应用于精加工、半精加工和超精加工，也可用于粗加工，不仅适合于轻载切削，也适合于重载切削、断续切削、不稳定切削。”张太和介绍说。
CBN或成为未来刀具新材料重要方向
据张太和介绍，目前使用的刀具材料种类繁多，主要有金刚石、立方氮化硼、陶瓷、金属陶瓷、硬质合金和高速钢等。不同刀具材料具有不同的性能，并有其特定的应用范围。其中，金刚石材料包括天然金刚石、人工合成单晶金刚石、聚晶金刚石和金刚石涂层等，天然金刚石是最昂贵的刀具材料，由于天然金刚石可以刃磨成最锋利的切削刃，主要应用在超精密加工领域。聚晶金刚石是以钴作为粘结剂，在高温高压下由金刚石微粉压制而成的。聚晶金刚石刀具具有优异的耐磨性，可用来切削有色金属和非金属材料，精加工难加工材料。
“立方氮化硼(CBN)与聚晶金刚石一样，也是在高温高压下人工合成的，其多晶结构和性能也与金刚石类似，具有很高的硬度，很好的导热性，很小的热膨胀，较小的密度，较低的断裂韧性。此外，立方氮化硼还具有卓越的化学和热稳定性，同铁族元素几乎不发生反应，这一点要优于金刚石。”张太和认为，立方氮化硼比聚晶金刚石的刀具更适合加工黑色金属。
“聚晶立方氮化硼(PCBN)是由CBN微粉与少量结合剂烧结而成的多晶体，PCBN自1973年研制成功以来，经?过众多材料专家及刀具专家的努力，PCBN材料及其刀具已完全进入实用阶段，在工业发达国家PCBN刀具已广泛应用于汽车、重型机械等机械加工行业。”张太和介绍说，聚晶立方氮化硼(PCBN)特别适合于加工铸铁、耐热合金和硬度超过HRC45的黑色金属(如发动机箱体、齿轮、轴、轴承等汽车零部件)。“PCBN刀具适合于高速干切削，可以用2000m/min以上的速度高速加工灰铸铁。PCBN刀具在高速硬切削方面的应用也比较广泛，尤其是精加工汽车发动机上的合金钢零件，如HRC60～65之间的齿轮、轴、轴承，而这些零部件过去是靠磨削来保证尺寸精度和表面质量的。”
“众所周知，硬质合金刀片主要成分为碳化钨，而钨是一种稀缺资源，尽管我国是富钨的国家，但照目前这种开发和使用程度，碳化钨资源会迅速减少，有专家预测，未来60年后，也许将会枯竭。那么新一代PCBN刀具将会在未来切削领域发挥更大的作用。”张太和预测，未来新型刀具材料的发展，立方氮化硼材料将会在黑色金属切削领域确立更重要作用。
张太和认为，未来将重点发展新刀具、绿色切削刀具，金刚石、立方氮化硼、陶瓷三大刀具类将会占领更大的刀具市场。“金刚石刀具不耐高温，适合加工铝合金、石材等，但不太适合加工黑色金属。和陶瓷刀具相比，立方氮化硼具有更好地抗冲击性，而陶瓷虽然很硬但也很脆，适应能力较差。因此，立方氮化硼应该是未来新刀具材料最好的选择。”
