故事 | 我的超硬梦

三月中旬，今天下着小雨，这样的天气真的很适合思考。思考超硬材料的发展方向，思考我的发展方向。

说实在的，从生产设备到成品刀具，国内确实和国外有一定的差距，这个需要同行努力，也需要时间来追赶。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。从业八年，结识了很多行业的领军人物，站在巨人的肩膀上浅谈一下我对金刚石和立方氮化硼这两种刀具的认识，与君共勉。

先说一下金刚石，金刚石加工领域分为有色金属，非金属材料。金刚石是用钴做粘合剂，主要区别在于粒度大小。衡量金刚石刀具的四个指标分别为韧性，耐磨性，导电性和研磨性。粒度从0.5μm-30μm，粒度小，韧性，导电性，研磨性越好。粒度越大，耐磨性越好。对于工件材料的耐磨性和加工的苛刻行，恒迈有一个系统的总结，如图：

金刚石刀具进行生产加工时，必须要冷却液或者气冷，原因是金刚石在进行加工时温度过高会石墨化，临界点在700℃左右吧。金刚石不能加工黑色金属，原因是金刚石为碳元素组成，黑色金属材料受热时，会从金刚石中吸出碳原子并在工件中形成碳化物。用金刚石刀具加工铁系金属时，摩擦产生的热量会使金刚石中的碳原子扩散在铁中，加剧金刚石刀具的磨损。

如果PCD在加工过程中很吃力，材质硬度硬，难加工，可以选择硬度更高的CVD来进行加工，CVD是一种采用气相沉积法形成的金刚石，硬度高于PCD。

氮化硼的材料性质是由氮化硼的含量，粒度大小，结合剂三方面决定的。低含量立方氮化硼，含量在40％-70％，粒度在0.5μm-5μm，采用陶瓷结合剂，化学惰性高，适合精加工。高含量立方氮化硼，含量在70％-95％，粒度在2μm-10μm，采用金属结合剂，散热性好，韧性强，耐磨性高，适合粗加工。加工过程中需要根据客户提供的相关数据，比如材料材质，工件硬度，精加工还是粗加工，加工部位，是否有断续等方面来匹配合适的刀具，恒迈在根据加工条件选择PCBN的经验做了总结，如图：

CBN的加工原理是在工件被加工部位温度达到700℃-800℃，使工件被加工部位发生物理性元素结构的变化，从而达到容易剥离的状态。和金刚石的“硬碰硬”有本质的区别。

CBN具有很强的抗氧化能力在900℃-1000℃时，与水产生水解作用，减少刀具寿命。在1200℃-1300℃也不会与铁系金属发生化学反应。所以在加工过程中，一般采用干切。不推荐使用湿切，即使有湿切的情况也会用煤油或者风冷，不过作用并不大。如果客户加工过程中刀具寿命不是第一选择，可以是用冷却液。比如加工铸铁过程中，除尘会是第一选择。

对于工厂来说，PCD和CBN的加工效率远远高于PVD硬质合金，能很大程度节约成本，在未来的发展趋势中，超硬材料将会占据主导地位。

衷心的祝愿祖国在第二产业欣欣向荣。

感谢：上海恒迈超硬材料科技发展有限公司

            王梦超  先生  来搞

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