聚晶立方氮化硼(简称PCBN)是1960年代中期研制出来的新型超硬刀具材料,具有硬度高、耐磨性好、热稳定性好、摩擦系数小、化学惰性大、不易粘刀、被加工件表面光洁等优点。PCBN刀具在硬态加工铁系材料时具有极大的优越性,正逐步在“以切代磨”加工方面得到越来越广泛的应用。论文的第一章、第二章回顾了刀具材料发展的历史及最新研究进展,对于硬态切削的概念、机理及应用进行了论述。对PCBN刀具的种类、烧结工艺及其刃磨设备等进行了讨论,为PCBN刀具的合理选择、使用以及文中对刀具的磨损及破损分析奠定基础。第三章对淬硬42CrMo合金钢的切削速度与工件的温度变化、切屑以及刀具磨损机理进行了试验研究:通过红外测温仪测量工件的温度证明,在试验的切削速度范围内,工件温度不高且变化不大;通过扫描电镜能谱分析切屑及刀片磨损状态证明,PCBN刀具能胜任高速硬态干切削。用PCBN刀具以切代磨加工淬硬合金钢42CrMo是可行的。第四章对PCBN刀具高速硬态干切削淬火钢的失效机理进行了分析与探讨。第五章中,针对安庆粉末冶金有限公司(ATP)粉末冶金气门座圈生产需要,我们研制了PCBN刀片,在生产中应用:单个刀尖可加工10000只左右工件,刀具的使用寿命提高了4-5倍,加上刀具重磨后的使用,为企业创造了良好的经济效益。对PCBN刀片的失效形式及机理做了分析:PCBN刀具的主要失效形式是崩刃,切削过程中虽然始终存在机械磨损、粘结剂磨损,但主要的失效形式是化学磨损与扩散磨损。由此就刀具合理使用提出一些措施。