Theo Trent [39] CBN là loại vật liệu không tồn tại trong tự nhiên. CBN có các tắnh chất cơ lý tuyệt diệu ựó là ựộ cứng cao, ựộ bền nóng cao, có khả năng duy trì hình dạng ở nhiệt ựộ cao. Một lượng nhỏ kim loại hoặc ceramics ựược trộn với Nitrit Bo tạo nên CBN. độ cứng của CBN giảm khi nhiệt ựộ tăng nhưng vẫn cao hơn tất cả những vật liệu dụng cụ khác làm cho loại vật liệu này có thể cắt vật liệu có ựộ cứng cao với vận tốc cắt cao kết hợp với khả năng chống mòn do cào xước và khả năng chống tương tác với sắt thép cao. Mảnh dao CBN có hai loại: - Các lớp mỏng với chiều dày < 5 mm ựược gắn trên nền hợp kim cứng. - Cả khối CBN.
Các tắnh chất và khả năng sử dụng của dụng cụ PCBN chủ yếu phụ thuộc vào ựộ cứng rất cao của Nitritbo nhưng pha thứ hai ựóng vai trò quan trọng. Hàm lượng pha thứ hai càng cao thì tuổi bền của dụng cụ càng cao ựặc biệt khi gia công tinh với lượng chạy dao và chiều sâu cắt nhỏ. Khi gia công thô tuổi bền của dao tăng khi sử dụng mảnh dao với hàm lượng pha thứ hai thấp [27], [39]. Có thể chia CBN thành hai nhóm:
- Nhóm có thành phần CBN cao khoảng 90% (CBN Ờ H) sử dụng chất dắnh kết kim loại.
- Nhóm có thành phần CBN thấp khoảng 50 ọ 70% (CBN Ờ L) sử dụng ceramics làm chất kết dắnh.
Hình 2.1. Cấu trúc tế vi của hai loại mảnh dao BZN6000-92%CBN (High CBN) và BZN8100-70%CBN (Low CBN).
Mặc dù CBN Ờ H có ựộ cứng, khả năng dẫn nhiệt và tắnh chống mòn cao hơn nhưng CBN Ờ L lại ựạt ựược hiệu quả tốt hơn trong gia công vật liệu cứng cả về phương diện tuổi thọ dụng cụ lẫn chất lượng bề mặt [12].
Hiện tượng này ựược giải thắch theo nhiều cách khác nhau: CBN Ờ L có tuổi bền cao hơn là do có sức bền liên kết cao hơn, lớp ựọng trên mặt sau của dao CBN Ờ L có tác dụng bảo vệ mặt sau, CBN Ờ L có hệ số dẫn nhiệt thấp hơn là nguyên nhân tăng nhiệt ựộ trong vùng tạo phoi làm giảm ựộ cứng của vật liệu gia công quanh vùng cắt làm cho quá trình cắt dễ dàng hơn. Hơn nữa cấu trúc và tắnh chất hoá học của mảnh dao CBN có thể quyết ựịnh vấn ựề mòn của dao CBN [12]. Dao CBN Ờ L tồn tại pha dắnh kết ceramics làm tăng tắnh trơ hoá học của vật liệu dụng cụ dẫn ựến tăng khả năng cắt.
Nhờ các tắnh chất quắ giá như ựộ cứng cao, bền nhiệt và ắt tương tác hóa học ở nhiệt ựộ cao, dao CBN có thể sử dụng ựể cắt với tốc ựộ cao các hợp kim thép và các vật liệu khó gia công như thép hợp kim tôi cứng ựến 70HRC, thép rèn với ựộ cứng 45 ọ 68HRC, gang tôi và các loại siêu hợp kim Niken và Côban. Tuy nhiên, dù có ựộ cứng rất cao nhưng ựộ dai va ựập kém nên hạn chế việc sử dụng dụng cụ CBN trong các
quá trình cắt gọt nặng, có va ựập.
Nghiên cứu về tắnh gia công của một số loại thép hợp kim tôi cứng ựến trên 60 HRC cho thấy lực cắt chiều trục Px tăng khi gia công thép có các hạt các bắt thô (thép S6-5-2) và lực cắt tiếp tuyến Pz tăng với thép có các hạt các bắt mịn và ựồng ựều (thép 16MnCr5E). Từ ựó có thể thấy rằng CBN không thắch hợp về mặt kinh tế khi gia công thép có thành phần ferit cao và ựộ cứng dưới 50 HRC [27].