该课题针对钛合金的难加工性设计不同PCBN结合剂配方,通过高温高压合成车削钛合金专用的PCBN整体聚晶、制备试验用刀具和车削实验，研究分析对比不同配方PCBN刀具对钛合金的切削性能的影响和刀具磨损规律。本文首先阐述了钛合金的基本性能及其难加工性，总结了PCBN刀具的发展现状和国内外主要产品。然后针对钛合金的难加工性，设计了适合加工钛合金的不同结合剂配方。研究分析CBN微粉和不同结合剂在六面顶压机上合成整体PCBN工艺，对合成加热功率、合成压力和保温时间等工艺参数进行了探索研究，确定了本实验的最佳工艺为加热功率7KW、合成压力70MPa、保温时间12min。采用金属结合剂、陶瓷结合剂、金属陶瓷结合剂在此基本工艺条件下合成了整体PCBN，测试了其显微硬度和磨耗比，并利用XRD、SEM等分析方法对其物相组成和微观结构进行观察，分析了结构和PCBN性能之间的关系。研究表明金属结合剂和金属陶瓷结合剂合成的PCBN性能比纯陶瓷结合剂的性能优良，金属铝粉在烧结过程中起重要作用，陶瓷结合剂在此工艺下和CBN之间没有反应，研究发现提高加热功率合成的陶瓷结合剂PCBN性能有所改善。选取本实验中合成的整体PCBN作为车削钛合金实验用刀片，采用相同的刀具参数和相同的吃刀量、进给量对TC4钛合金棒材进行切削实验，在不同的切削速度下对刀具切削性能进行对比，实验结果表明金属结合剂PCBN刀片车削钛合金的性能最好，工件表面质量最好，陶瓷结合剂PCBN刀片性能最差，其中含钛结合剂PCBN刀片切削过程中粘刀现象很严重、寿命最短；PCBN刀具的磨损主要发生在后刀面、切削刃或者刀尖上，前刀面磨损较少，通过SEM和EDS分析，主要磨损机理有机械磨损、粘结剂磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损等，其中粘结磨损最明显，也最严重，实验表明降低切削速度可以延长刀具的使用寿命。