PCBN刀具切削性能和磨損機理研究綜述*

崔金蒙, 孟德忠, 吳 哲, 岳 文,, 王成彪

(1. 中國地質大學(北京) 工程技術學院, 北京 100083)

(2. 中國地質大學(北京) 數(shù)理學院, 北京100083)

(3. 中國地質大學(北京) 鄭州研究院, 鄭州 451283)

(4. 中國地質科學院 鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所, 鄭州450006)

立方氮化硼(CBN)是20世紀50年代發(fā)展起來的超硬材料，其晶體結構與金剛石相似，熱穩(wěn)定性高于金剛石的，且具有僅次于金剛石的高硬度、高耐磨性、高化學穩(wěn)定性、高導熱性和低摩擦系數(shù)等優(yōu)異性能[1]。CBN通過人工合成制備[2-3]，聚晶立方氮化硼(PCBN)的制備也是如此[4]。

PCBN是以CBN微粉為原料，在適當黏結劑的作用下或CBN本身經(jīng)過高溫高壓燒結而成[4-6]。PCBN與鐵族金屬有良好的化學穩(wěn)定性，在1 200～1 300 ℃的高溫下不與其發(fā)生化學反應[1,3]，因此可用作鐵族金屬材料的切削刀具，廣泛應用于各種淬硬鋼、耐磨鑄鐵類材料的加工上，且彌補了金剛石材料高溫下易石墨化、與鐵族元素反應等缺點[3]。與硬質合金刀具相比，采用PCBN刀具切削時工件可獲得更好的加工表面質量，是一種“以車代磨”的新型刀具，據(jù)統(tǒng)計50%的PCBN刀具用來替代磨削工具[7]。此外，PCBN刀具還可進行干式切削等，減少了切削液用量，對環(huán)境污染小。

2010年我國設立“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項，明確支持對超硬刀具的制造和研究[8]；另外，“十三五”規(guī)劃《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》也指出：調整超硬材料品種結構，發(fā)展高精密人造金剛石和立方氮化硼材料，并解決高檔數(shù)控機床專用刀具材料的制約[9]。由此可見，發(fā)展PCBN刀具已成為機械制造業(yè)的重要議題之一。

作為性能獨特且可實現(xiàn)綠色應用的刀具，PCBN刀具的切削性能和磨損研究得到國內外研究者的廣泛關注，相比于傳統(tǒng)硬質合金等刀具的優(yōu)勢也凸顯出來。本文在前人研究的基礎上綜述影響PCBN刀具切削性能的因素，并總結PCBN刀具加工不同材料時的磨損機理等。

1 影響PCBN刀具切削性能的因素

材料被切削加工成合格零件時的難易程度被稱為材料切削加工性能，一般而言，切削加工性能可由刀具壽命、已加工表面質量、切削力、斷屑性能等來衡量[10]。因此，研究刀具切削性能影響因素可為提高刀具壽命、優(yōu)化已加工表面質量和減小切削力等提供依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)PCBN刀具成分、幾何形狀、切削參數(shù)等會對刀具的切削性能產(chǎn)生影響。

1.1 刀具成分的影響

1.1.1 CBN含量

在一定范圍內，CBN含量越高，刀具磨損量越多。張松鋒等[11]發(fā)現(xiàn)：CBN質量分數(shù)為75%時刀具的磨損率明顯高于CBN質量分數(shù)為50%和60%時刀具的。另外，CBN含量也對刀具切削形式和使用壽命產(chǎn)生影響。研究顯示：CBN質量分數(shù)為85%～90%時的高CBN含量(H-CBN)刀具適合間斷切削，CBN質量分數(shù)為50%～60%時的低CBN含量(L-CBN)刀具適合連續(xù)切削[12]，且連續(xù)切削時L-CBN刀具的壽命比H-CBN刀具的高2～3倍[13-14]。這主要是因為H-CBN刀具斷裂韌性好，更適應間斷切削時的沖擊[13]；而連續(xù)切削時L-CBN刀具不但壽命更長，且被加工表面的質量更優(yōu)。KUMAR等[15]研究PCBN刀具加工不同硬度工件時發(fā)現(xiàn)：L-CBN刀具加工工件的表面粗糙度輪廓算術平均差Ra變化范圍是0.6～1.2 μm，而H-CBN刀具已加工表面的Ra變化范圍是0.8～1.6 μm，如圖1所示。這可能是由于H-CBN刀具熱傳導率相對較高，切削熱更易擴散到工件表面上導致工件表面變軟，從而造成工件表面質量變差所致。綜合起來發(fā)現(xiàn)：相同切削條件下，L-CBN刀具耐磨性更好，刀具壽命更長，更能加工出好的表面質量；而H-CBN刀具斷裂韌性更好，更適用于間斷切削。2種類型的刀具性能對比如表1所示。

圖1 不同PCBN刀具加工不同硬度工件的表面粗糙度對比[15]

表1 L-CBN和H-CBN刀具切削性能對比Tab. 1 Comparison of cutting performances between L-CBN and H-CBN tools

1.1.2 黏結劑

根據(jù)PCBN刀具中有無黏結劑把PCBN刀具分為黏結劑型PCBN刀具和純相PCBN刀具[4]，且黏結劑影響工件已加工表面質量和刀具磨損量。BUSHLYA等[16]研究不同CBN含量的刀具連續(xù)精加工冷作模具鋼時發(fā)現(xiàn)：黏結劑較多的L-CBN刀具的加工表面質量最好，無黏結劑刀具(即純相PCBN刀具)的次之，黏結劑較少的H-CBN刀具的最差；由于無黏結劑刀具自銳性好，刀具不斷進行自我磨損修銳，所以無黏結劑刀具的磨損量是L-CBN刀具的3～5倍。

另外，黏結劑型PCBN刀具的黏結劑類型有金屬型和陶瓷型的，由于陶瓷型黏結劑有良好的熱穩(wěn)定性能[4]，所以表現(xiàn)出獨特的切削性能。張弘弢等[17]對比了不同黏結劑PCBN刀具加工等溫淬火球墨鑄鐵時的切削性能，發(fā)現(xiàn)當使用含鉿的陶瓷黏結劑刀具切削時，其切削力和摩擦系數(shù)均較小，且二者隨著切削速度的增加逐漸減?。划斒褂媒饘傩宛そY劑刀具時，其摩擦力和摩擦系數(shù)均較大。這是因為陶瓷黏結劑耐高溫性能優(yōu)異，能適應切削時產(chǎn)生的切削熱；而金屬型黏結劑抗高溫能力較差，在高溫下容易軟化導致刀具硬度降低，從而改變其切削性能。

在探究不同種類刀具切削GH706材料時還發(fā)現(xiàn)：與陶瓷型黏結劑刀具相比，金屬型黏結劑刀具更耐磨，所以更適合加工高溫合金材料[18]。進一步研究也發(fā)現(xiàn)：刀具中的鎢元素可以提高PCBN刀具壽命，這可能是因為加入鎢元素后的刀具斷裂韌性好，所以這種刀具不易產(chǎn)生微崩刃[19]。在實際生產(chǎn)中，針對不同類型的工件，應選擇適當種類的黏結劑類型刀具來加工，這樣才能夠增加刀具壽命、降低成本、提高生產(chǎn)效率等。

1.2 刀具幾何形狀的影響

刀具幾何形狀(包括刀具前角、后角、主偏角、刃傾角、刀尖半徑、刃口倒棱角度和倒棱寬度等)對切削熱、刀具壽命、切削力有很大影響，合理的選擇刀具幾何形狀參數(shù)不僅能提高刀具的切削性能，還可提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本等[20]。PCBN刀具廣泛用來加工淬硬鋼(50 HRC以上)，因此常叫作“硬態(tài)加工”。在使用其加工時，刀具的進給量和切削深度相對較小(<0.2 mm)，通常與刀尖幾何尺寸近似，故PCBN刀具的前角、后角、主偏角等對其切削性能影響較小，而刃傾角、刀尖半徑、刀具倒棱角度和倒棱寬度等幾何形狀參數(shù)對PCBN刀具切削性能的影響較大[21]。

KLIMENKO等[22]在研究刃傾角對刀具壽命影響時發(fā)現(xiàn)，刃傾角為50°時刀具壽命最長。此外，刀尖半徑也影響刀具的壽命，當?shù)都獍霃捷^小時，切屑變厚，產(chǎn)生的切削熱多且熱量不易散發(fā)，最終導致刀尖半徑變小，刀具壽命縮短[23]。倒棱角度和倒棱寬度也是影響PCBN刀具切削性能的最主要因素，這是由于在“硬態(tài)加工”過程中，為增加PCBN刀具的刃口強度，通常會對刃口進行倒棱處理[20]。CHEN等[24]通過改變刀具倒棱角度和倒棱寬度探究切削過程產(chǎn)生的切削熱，發(fā)現(xiàn)隨著倒棱角度和倒棱寬度增加，切削溫度隨之增加，如圖2和圖3所示。這主要是由于倒棱角度和倒棱寬度的增加促使剪切區(qū)發(fā)生變形，使刀具和工件之間的摩擦逐漸增加，從而使切削溫度升高。進一步研究發(fā)現(xiàn)：隨著刀具倒棱角度和倒棱寬度增加，切削力呈逐漸上升趨勢，尤其是徑向力的增加更明顯，且當?shù)估饨嵌葹?0°時，切屑鋸齒化程度最低[24-25]。李啟泉等[26]用不同PCBN刀具車削硼鑄鐵時發(fā)現(xiàn)：倒棱寬度增加切削溫度和刀具磨損不斷增加，刀具壽命降低。原因是隨著倒棱寬度的增加，切削刃有向工件回轉中心下方移動的偏差，這導致刀具磨損加大。研究還發(fā)現(xiàn)：與其他刀具參數(shù)相比(如刀尖圓弧半徑和后角)，刀具倒棱角度對刀具壽命的影響最明顯[20]。

圖2 不同切削速度下刀具倒棱角度對切削溫度的影響[24]

圖3 不同切削速度下刀具倒棱寬度對切削溫度的影響[24]

鑒于刀具倒棱角度對刀具切削性能產(chǎn)生顯著影響，眾多學者研究了可變倒棱角度刀具和固定倒棱角度刀具的磨損特性。顧名思義可變倒棱角度刀具的倒棱角度是變化的，其可以形成空間彎曲的刀刃，如圖4所示，圖4中的L是固定值，倒棱角αi(i=A,B,C,D,E)沿拐角半徑線性變化，且最小倒棱角度為15°，最大倒棱角度為30°[27]?？勺兊估饨嵌鹊毒叩妮S向和徑向載荷在一定程度上被分解，產(chǎn)生的徑向力和軸向力相對較小，且可提高切屑去除性能，刀具壽命相應延長[27-30]。進一步研究還發(fā)現(xiàn)：由于可變倒棱角度刀具產(chǎn)生相對較小的切削力，刀具側面磨損面積較小，已加工工件表面的質量較好[31]?？傊瑱C械加工時刀具倒棱角度嚴重影響刀具的切削性能，因此可適當采用可變倒棱角度的刀具，以提高刀具切削性能。

圖4 具有可變倒棱角度的刀具結構[27]

1.3 切削參數(shù)的影響

切削參數(shù)(含背吃刀量、進給量、切削速度等)也是影響刀具切削性能的一個重要因素。研究發(fā)現(xiàn)：背吃刀量越大切削力越大，由于PCBN的韌性較低，故刀具容易發(fā)生斷裂[32]。李慶華等[33]在分析切削用量對PCBN刀具車削鈦合金的影響時發(fā)現(xiàn)：切削力隨著背吃刀量和進給量的增加而增大，其中背吃刀量對切削力的影響最大，這是因為隨著背吃刀量的增加，切削寬度和切削層面積不斷增大，所以工件與刀具之間的摩擦加大，造成刀具切削力增大。進一步研究發(fā)現(xiàn)：切削參數(shù)對切削溫度同樣影響顯著，其中切削速度對切削溫度的影響最大，其次是進給量和背吃刀量的影響[33-34]。

實際加工中，切削速度對PCBN刀具切削性能的影響比進給量和背吃刀量等的更加顯著。一般而言，切削速度越高，切削溫度也會越高[35]，溫度升高將導致刀具硬度線性下降[36]，由于刀具硬度和刀具使用壽命密切相關，所以切削速度升高會降低刀具使用壽命。在用PCBN刀具連續(xù)車削淬硬鋼時發(fā)現(xiàn)，切削速度每增加40.0 m/min，刀具壽命會縮短1倍[37]。雖然切削速度升高會顯著降低PCBN刀具的壽命，但其依然可以在高速切削時使用，而硬質合金刀具卻在高速切削時失去切削能力。BOING等[38]研究硬質合金刀具、PCBN刀具加工GCr15鋼時發(fā)現(xiàn)：當切削速度為187.5 m/min和234.0 m/min時，硬質合金刀具失效而PCBN刀具依然可以切削，所以相比硬質合金刀具，PCBN刀具更適合高速車削，且銑削時也有相似結論[39]。這是因為PCBN的熱穩(wěn)定性高于硬質合金的，如表2所示，所以在較高的切削速度下，硬質合金刀具的硬度下降相對較快，并伴隨崩刃斷裂等現(xiàn)象[40]，最終導致硬質合金刀具高速切削時失去切削性能。

表2 CBN和硬質合金性能比較

PCBN刀具的已加工表面粗糙度值在一定切削速度范圍內呈下降趨勢，如圖5所示。從圖5中可以看出：當切削速度從60 m/min增加到120 m/min時，工件的表面粗糙度輪廓算術平均差Ra、表面粗糙度輪廓峰谷總高度Rt、表面粗糙度輪廓最大幅度值Rz都呈下降趨勢，當切削速度為120 m/min時Ra達最低值；切削速度繼續(xù)增大到280 m/min，Ra基本保持不變。這是由于切削速度增加切削力逐漸下降，因此加工系統(tǒng)逐漸穩(wěn)定，使Ra基本保持不變[41]。通過研究發(fā)現(xiàn)：在使用PCBN刀具加工Cr12MoV時，已加工表面的Ra穩(wěn)定在0.2 μm[42]；而在相同試驗條件下使用硬質合金刀具加工，已加工表面的Ra范圍是1.0～2.5 μm，且切削速度對工件表面精度影響很大，導致已加工表面質量變化劇烈[43]。由于PCBN刀具與不同材料之間的摩擦系數(shù)為0.1～0.3，小于硬質合金刀具的摩擦系數(shù)0.4～0.6[1]，并且隨切削速度增加PCBN刀具的摩擦系數(shù)還不斷減小[44]，故PCBN刀具可實現(xiàn)“以車代磨”，能加工出表面質量更好的工件。

圖5 切削速度對粗糙度的影響[41]

進一步研究還發(fā)現(xiàn)：切削速度增加時，切削力逐漸下降。TU等[45]在探究PCBN刀具切削溫度變化時發(fā)現(xiàn)：隨著切削速度增加，切削力不斷減小。這主要是因為切削速度越高，產(chǎn)生的切削熱越多，金屬工件逐漸被軟化，加工所需要的切削力也會降低。綜合以上的結果表明，進給量、背吃刀量、切削速度等都會影響刀具壽命和工件表面質量等，因此實際生產(chǎn)中可通過對切削參數(shù)進行優(yōu)化來提高刀具切削性能。

1.4 冷卻條件的影響

切削液會帶走一部分熱量，改善工件被加工表面的熱軟化情況，顯然使用切削液可提高工件已加工表面質量且延長刀具使用壽命，但PCBN刀具不加冷卻液時，對工件的加工也可達到理想的表面質量且刀具有較長的使用壽命，所以PCBN刀具是獨特的“干式切削”刀具。另外，CBN易在1 000 ℃時發(fā)生水解[1]，所以不能用水性切削液進行冷卻。張松峰等[11]發(fā)現(xiàn)濕切時刀具的壽命要高于干切時刀具的壽命，這顯然是由于潤滑劑的作用；但對于H-CBN刀具，其濕切時的刀具壽命小于干切時的刀具壽命。進一步研究發(fā)現(xiàn)：由于濕切時刀具承受較大的熱沖擊而產(chǎn)生熱裂紋，導致刀具的磨損量增加[46]。但在探究固體潤滑劑對PCBN刀具切削性能影響時發(fā)現(xiàn)：干切削時刀具的壽命比使用純油潤滑時縮短28.7%，比使用固體潤滑劑時縮短36.4%[47]。因此，在硬車削中使用固體潤滑劑是解決刀具磨損、提高其壽命的途徑之一。

1.5 PCBN刀具切削對機床的要求

PCBN是一種相對較脆的材料，因此機床的任何不穩(wěn)定都會對刀具的磨損及其切削力產(chǎn)生負面影響，進而影響工件的表面質量。與此同時，PCBN刀具主要用于加工淬硬鋼及耐磨鑄鐵等難加工材料，刀具有負倒棱，因而徑向力較大，這就要求機床剛度和精度要好，系統(tǒng)振動要小，刀具安裝時的懸臂要小等。CHRYSSOLOURIS等[48]發(fā)現(xiàn)當機床不穩(wěn)定時，刀具磨損加快，從而縮短了刀具的使用壽命，使刀具的可靠性下降；而當設備足夠剛性時，PCBN刀具的磨損比較平穩(wěn)，且還發(fā)現(xiàn)已加工表面質量對刀架的振動更敏感等。因此，使用高精度機床是提高PCBN刀具切削性能的重要途徑，這些高精度機床可在加工過程中進行監(jiān)控，且具有補償工件、刀具和刀架的熱膨脹效應等功能[49]。

2 PCBN刀具的磨損機理

PCBN刀具與工件接觸時刀面上的壓力可達2～3 GPa，切削溫度達1 000 ℃以上，刀具發(fā)生磨損是不可避免的[10,50]。當?shù)毒吣p達到一定程度后，其使用壽命達到極限。同時，刀具過度磨損會造成其切削力過高，從而造成刀具故障，調查顯示由于刀具故障導致機床的停用時間占總使用時間的20%[51]。刀具的磨損狀態(tài)很大程度上影響著已加工表面的質量，使用過度磨損的刀具進行加工將導致工件報廢、切削效率降低、切削成本提高等。

研究發(fā)現(xiàn)：PCBN刀具的磨損形式并不是單一的，而是相互作用、相互促進、共同影響的結果。GAO等[52]分析PCBN刀具加工淬硬鋼的磨損形式時發(fā)現(xiàn)：黏著磨損、擴散磨損與化學磨損共存的磨損形式最終造成刀具的側面磨損而使其失效。CHEN等[53]對干式加工高鉻鑄鐵材料時的刀具的磨損性能進行評估時，發(fā)現(xiàn)PCBN刀具的磨損過程存在擴散、化學、磨粒這3種磨損機理，且磨粒磨損和磨粒碎裂密切相關。綜合起來，PCBN刀具的磨損形式主要是磨粒磨損、黏著磨損、擴散磨損和化學磨損。

2.1 磨粒磨損

PCBN刀具的磨粒磨損是指切削過程中產(chǎn)生的硬顆粒造成刀具磨損的現(xiàn)象。在PCBN刀具車削40CrNiMo硬化合金鋼時，發(fā)現(xiàn)工件中的硬質碳化物顆粒使刀具黏結劑產(chǎn)生磨損溝槽[54]；且被加工材料存在的硬顆粒和夾雜物不同，對刀具的壽命影響也不同[55]。NAYAK等[56-57]使用PCBN刀具加工時發(fā)現(xiàn)：隨著切削的進行，CBN顆粒逐漸裸露，裸露的CBN顆粒充當微切削刃加劇了刀具的磨損。因此，加工時工件中的硬顆粒和夾雜物留在接觸區(qū)域，造成刀具的磨粒磨損；同時，由于黏結劑相的磨損和脫落，導致CBN顆粒脫落，又充當了微切削刃加速了刀具磨損。

2.2 黏著磨損

黏著磨損指在適當?shù)那邢鳒囟群蛪毫ο?，工件與刀具材料接觸達到原子間距時，接觸區(qū)域的材料從一方表面遷移到另一方表面的現(xiàn)象。SIRTULI等[58]在研究PCBN刀具對磨Cr12MoV模具鋼時，在刀具表面發(fā)現(xiàn)了明顯的工件黏著材料，黏著材料使刀具的幾何形狀發(fā)生變化，且黏著層發(fā)生了化學反應，導致刀具產(chǎn)生磨損。在切削鎳基合金時，PCBN刀具表面發(fā)現(xiàn)有一層B2O3黏著層，使刀具的切削能力下降且磨損加劇[59]。

研究還發(fā)現(xiàn)黏著磨損與切削速度有關。BUSHLYA等[60]在研究PCBN刀具低速切削時的磨損機理時發(fā)現(xiàn)：刀具磨損主要是黏著磨損，但隨著速度增加黏著磨損的現(xiàn)象不斷減弱。因此，黏著磨損與切削速度有關，且黏著材料可能發(fā)生化學反應。

2.3 擴散磨損

擴散磨損主要是指在切削過程中，當?shù)毒吆凸ぜg處于高溫狀態(tài)時，工件中的材料元素活性增強，擴散到刀具中，從而在刀具表面及內部出現(xiàn)工件材料元素而造成磨損的現(xiàn)象。在用PCBN刀具高速切削淬硬軸承鋼時，在刀具切削刃處發(fā)現(xiàn)大量的Fe和C等工件材料元素，而刀具本身的N、Ti、Al等元素含量卻下降，證明刀具切削刃處發(fā)生了嚴重的擴散磨損[61]。BUSHLYA等[62]在研究PCBN切削鎳鉻鐵合金時發(fā)現(xiàn)：刀具中的B和N元素擴散到工件中形成固溶體，導致刀具的切削能力下降。ZOYA等[63]在研究PCBN刀具加工鈦合金時發(fā)現(xiàn)：刀具的切削刃處發(fā)生碎裂和擴散磨損，且切削刃處有O元素存在，表明刀具伴隨有化學磨損發(fā)生。故擴散磨損伴隨氧化現(xiàn)象發(fā)生，為擴散磨損也為化學磨損的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。由于各元素的活化能不同導致不同材料的擴散能力不同，在PCBN刀具切削鎳合金時發(fā)現(xiàn)，Ni元素的擴散能力大于Fe元素的[46]。

2.4 化學磨損

化學磨損主要是刀具材料與空氣中的O元素發(fā)生化學反應造成的磨損。PCBN刀具的化學磨損形式包括：刀具元素發(fā)生氧化反應生成氧化物，刀具元素與生成的氧化物反應以及刀具元素與工件元素反應生成N2[64]?；瘜W磨損與切削時產(chǎn)生的切削熱有關。在研究O元素對PCBN刀具切削鋁高溫合金材料的影響時發(fā)現(xiàn)：較低的切削速度下，刀具上會產(chǎn)生較淺的鋸齒坑，但當以200 m/min的速度進行加工時，鋸齒坑會明顯加劇，并且在鋸齒坑中檢測出大量的Al2O3氧化物，這表明在高速切削時，氧化機理在切削熱的作用下被激活[65]。進一步研究還發(fā)現(xiàn)，CBN與工件之間也會發(fā)生化學反應。胡小龍等[64]切削鎳基合金時發(fā)現(xiàn)：PCBN刀具表面N含量下降而O、Fe和B含量增加，推測刀具發(fā)生了放氮反應，而O含量增加與刀具發(fā)生的氧化磨損有關。PCBN刀具氧化磨損的化學反應式為：

4BN + 3O2= 2N2+ 2B2O3

(1)

4BN + C = B4C + 2N2

(2)

2BN + 4Fe = 2Fe2B + N2

(3)

2BN + 2Fe = 2FeB + N2

(4)

3 結語及展望

PCBN刀具以其獨特的“以車代磨”、“硬態(tài)加工”、“干式切削”等方式被譽為21世紀的綠色環(huán)保刀具，故迫切需要研究PCBN刀具的切削性能和磨損機理。通過研究發(fā)現(xiàn)：PCBN刀具成分、刀具幾何形狀、切削參數(shù)等會對刀具的切削性能產(chǎn)生影響，PCBN刀具加工不同材料時的磨損主要有磨粒磨損、黏著磨損、擴散磨損和化學磨損。為提高PCBN刀具的切削性能，可使用可變倒棱角度的L-CBN刀具，同時不斷優(yōu)化切削參數(shù)，且在經(jīng)濟可控下可使用固體潤滑劑、高精度機床等。

《中國制造2025》明確提出“全面推行綠色制造”，實施“綠色制造工程”，PCBN刀具作為綠色環(huán)保刀具的代表，將在高精尖加工領域發(fā)揮重要作用。同時，“十三五”規(guī)劃等明確指出“發(fā)展高精密人造金剛石和立方氮化硼材料”。PCBN刀具作為21世紀的新型超硬刀具，未來的研究應注重其“以車代磨”的綠色環(huán)保特性，從PCBN刀具的制造入手，確保原材料性能穩(wěn)定，并進一步拓展其應用空間，如開展特殊環(huán)境如真空、極低溫的應用研究等，為PCBN刀具在未來空間探索中的應用提供重要的技術支撐。