Mòn và tuổi thọ dụng cụ là tiêu chuẩn thông thƣờng nhất dùng để đánh giá hiệu suất của dụng cụ cắt, khả năng gia công của vật liệu và là một trong những chỉ tiêu đƣợc quan tâm nhất khi chọn dụng cụ cắt và điều kiện gia công. Tƣơng tự nhƣ các vật liệu dụng cụ cắt thông thƣờng, mòn mặt trƣớc và mặt sau là hai dạng hỏng chủ yếu của dao tiện PCBN. Tuy nhiên, mòn mặt trƣớc ở dụng cụ PCBN bắt đầu từ rất gần lƣỡi cắt [74] và lƣỡi cắt của mảnh dao PCBN không bị biến dạng khi cắt [94].
Trong khi có một vài lý thuyết khác nhau liên quan đến các cơ chế mòn xuất hiện trong quá trình tiện cứng bằng dụng cụ PCBN, có một sự thống nhất chung cho rằng mòn gây ra bởi sự kết hợp của một vài cơ chế. Các cơ chế thông thƣờng nhất đƣợc sử dụng để giải thích quá trình mòn dụng cụ PCBN bao gồm mài mòn [46], [67], [74], dính và khuếch tán [49], [67], [105] và mòn do tƣơng tác hóa học [33], [38], [61].
22
+) Mài mòn: Mài mòn gây ra bởi các hạt cứng trong phôi và cũng bởi các hạt CBN từ vật liệu dụng cụ [31]. Khi lớp vật liệu dính kết bị mài mòn bởi vật liệu phôi, các hạt CBN dễ dàng bị tách khỏi vật liệu dụng cụ và trở thành các hạt mài mòn đối với vật liệu dụng cụ [61].
+) Dính và khuếch tán: Dính xảy ra khi vật liệu phôi hoặc phoi nóng chảy dƣới tác dụng của nhiệt độ và ứng suất cao ở vùng cắt và dính vào bề mặt không tiếp xúc của dụng cụ [13], [33], [61]. Diện tích và chiều dày của lớp dính phụ thuộc vào điều kiện cắt và tốc độ mòn dụng cụ bởi vì các nhân tố này quyết định nhiệt độ vùng cắt. Cấu trúc, thành phần và mức độ lớp dính đƣợc quyết định bởi vật liệu dụng cụ [22], [49]. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng những hợp chất đƣợc tạo thành không cứng nhƣ vật liệu PCBN đã làm cho quá trình mài mòn tăng thêm [22], [38].
Khuếch tán có thể xảy ra khi nhiệt độ ở vùng cắt cao [33], [49], [105]. Chất dính kết trong dụng cụ PCBN đƣợc cho rằng dễ bị mòn dạng này nhất và sẵn sàng phản ứng với vật liệu phôi để tạo ra một sự thay đổi về cấu trúc [49]. Điều này làm giảm khả năng chống mòn của chất dính kết và dẫn đến tăng mài mòn dụng cụ. Tốc độ khuếch tán tăng cùng với sự tăng của nhiệt độ nhƣng do nhiệt độ cắt với dụng cụ PCBN tƣơng đối thấp, thƣờng nhỏ hơn 9000C nên cơ chế mòn này đƣợc cho rằng chỉ thực sự đáng kể khi điều kiện cắt rất khắc nghiệt [67].
+) Tƣơng tác hóa học và lớp vật liệu dính bám: Lớp vật liệu dính bám thƣờng xuyên quan sát thấy trên bề mặt dụng cụ PCBN sau khi cắt kim loại là do phản ứng hóa học xảy ra trên vùng tiếp xúc giữa phôi với dụng cụ hoặc không khí [13], [33], [61]. Diện tích và chiều dày lớp dính bám phụ thuộc vào điều kiện cắt và tốc độ mòn của dụng cụ vì các nhân tố này quyết định nhiệt độ trong vùng tiếp xúc [33], [49], [67], [105]. Cấu trúc, thành phần và mức độ các lớp dính phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ PCBN [22], [49]. Lớp dính bám bề mặt đƣợc cho rằng có khả năng bảo vệ dụng cụ cho tới khi đạt tới nhiệt độ làm lớp dính bám trở nên mềm và bị mất đi, lúc đó tốc độ mòn dụng cụ sẽ tăng [61]. Lớp dính bám trên bề mặt dụng cụ có ảnh hƣởng đến sự tiêu tán nhiệt từ bề mặt dụng cụ vào môi trƣờng và nhƣ vậy, làm ảnh hƣởng đến nhiệt cắt. Tƣơng tác hóa học trong vùng tiếp xúc cũng có thể hình thành các hợp chất có điểm nóng chảy thấp, ví dụ B2O3 với điểm nóng chảy 723oK. Trong điều kiện nhiệt độ cao đã hình thành một pha lỏng ở vùng tiếp xúc giữa dụng cụ với phoi và góp phần làm giảm hệ số ma sát trong vùng tiếp xúc giữa phoi và dụng cụ PCBN [46]…
23