立方氮化硼（簡(jiǎn)稱CBN）的性能類似于金剛石的性能，而且有些性能（例如熱穩(wěn)定性）優(yōu)于金剛石。因此，它與金剛石一樣具有廣泛的應(yīng)用。

立方氮化硼的性能

1、硬度

物質(zhì)的硬度與組成晶格的原子間距有關(guān)，而且是隨著原子間距的減少，晶體硬度增大。CBN為1. 57埃，金剛石原子間的最短距離為1.5埃，因此，CBN (顯微硬度71.54GPa)的硬度稍低于金剛石，但比其他兩種主要磨料碳化硅(顯微硬度25.48~35.28GPa)和氧化鋁(顯微硬度17.64~27.44GPa)高得多。

利用努氏硬度計(jì)測(cè)定CBN單晶在[100]方向的硬度為4600kg/mm2,而金剛石為10000kg/mm2；CBN單晶在[110]方向的硬度為3200kg/mm2，而金剛石為7000kg/ mm2,這說明CBN的硬度是各向異性的，而且其硬度稍低于金剛石。

目前應(yīng)用在生產(chǎn)中的超硬材料主要是指金剛石與立方氮化硼，立方氮化硼與立方金剛石有一個(gè)共同特征是它們結(jié)構(gòu)中的共價(jià)鍵“鍵角”為109°28'。正是這個(gè)109°28'共價(jià)鍵鍵角，使得立方氮化硼與立方金剛石具有最高的硬度而被稱為超硬材料。

2、導(dǎo)熱性

立方氮化硼有很好的導(dǎo)熱性，其導(dǎo)熱系數(shù)(79.54w/m﹒k) ，雖趕不上金剛石(146.5 w/m﹒k)，但大大高于高速鋼(16.7~25.1w/m﹒k)和硬質(zhì)合金(20. 33 ~80.77 w/m﹒k)。隨著切削速度的提高，CBN的導(dǎo)熱系數(shù)也逐漸增高，這有利于降低切削區(qū)的溫度而減少擴(kuò)散磨損。

同時(shí)，由于CBN良好的導(dǎo)熱性，用作散熱片僅次于金剛石。

3、熱穩(wěn)定性和抗氧化性

立方氮化硼具有很高的熱穩(wěn)定性，可承受1200℃以上的切削溫度，這一點(diǎn)優(yōu)于金剛石。立方氮化硼具有高的硬度和高的熱穩(wěn)定性（簡(jiǎn)稱為高的熱硬性），可用作耐高溫材料，減輕對(duì)材料（工具）的熱損傷。

立方氮化硼的耐熱性主要是由它的成份及結(jié)構(gòu)決定的。立方氮化硼雖然與金剛石具有相似的結(jié)構(gòu)，但金剛石表面的碳原子鍵未飽和，在高溫(720℃以上) 條件下，這些未飽和的表面碳原子易與氧原子結(jié)合生成碳的氧化物而逸出晶體，使晶體逐漸剝離而解體。而立方氮化硼晶體表面為氮、硼原子所覆蓋，硼原子的電子層結(jié)構(gòu)為1S22S22P1，可提供三個(gè)成鍵電子，使晶體表面的硼原子的價(jià)鍵處于飽和狀態(tài)沒有空懸鍵，因而在金剛石氧化溫度下仍處于相對(duì)熱穩(wěn)定狀態(tài)。

因此，CBN具有很高的抗氧化能力，在1000℃時(shí)也不會(huì)發(fā)生氧化現(xiàn)象。真空中，溫度至1550℃才發(fā)生從CBN至HBN的相變。

4、化學(xué)惰性

立方氮化硼的化學(xué)情性很大，在中性、還原性氣體介質(zhì)中對(duì)酸和堿具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。

CBN對(duì)于鐵、鋼和氧化環(huán)境同樣具有化學(xué)情性，在氧化時(shí)形成一薄層氧化硼，此氧化物為涂層提供了化學(xué)穩(wěn)定性，因此特別適合于加工黑色金屬材料。而金剛石則不然，鋼、鐵對(duì)碳的親和力大，因而磨削時(shí)易粘屑，導(dǎo)致磨削效果變劣。

5、單晶立方氮化硼的缺點(diǎn)

除了上述優(yōu)點(diǎn)外，單晶立方氮化硼晶粒由于尺寸小，各向異性，存在容易劈裂的解理面，脆性大，極容易發(fā)生解理破損。

立方氮化硼的應(yīng)用

立方氮化硼(CBN)在黑色金屬加工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，使加工在實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、節(jié)能和自動(dòng)化方面邁出了一大步。立方氮化硼的出現(xiàn)給機(jī)械加工業(yè)帶來了巨大的利益。大量應(yīng)用結(jié)果表明：立方氮化硼在黑色金屬加工中具有硬度高、韌性好、耐磨性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，其金屬去除率是金剛石的10倍。經(jīng)濟(jì)效益顯著，綜合加工成本大大降低。

立方氮化硼(CBN)由于其與鐵族金屬及合金的相容性差，是處理鐵族硬韌性材料的主要工具之一。目前立方氮化硼主要用于生產(chǎn)磨具和刀具。

1、小顆粒的CBN單晶主要用作磨具材料。CBN磨具是借助于結(jié)合劑的作用將CBN磨粒粘結(jié)成具有一定幾何形狀的制品。作為一種超硬材料磨具，CBN磨具用于磨削加工，屬于新興的先進(jìn)制造技術(shù)，既能用于鐵基材料的加工，也能用于非鐵金屬材料的加工，在金屬材料加工領(lǐng)域的應(yīng)用范圍比金剛石磨具更廣。立方氮化硼磨具對(duì)于黑色金屬，特別是硬度高、韌性大、高溫時(shí)強(qiáng)度高和熱傳導(dǎo)率低的材料，具有良好的磨削性能，其金屬磨除率是金剛石的10倍，解決了硬而韌難磨材料的加工問題。立方氮化硼磨具用于高速高效磨削和珩磨加工，可使磨削效率大大提高；其磨削精度高，砂輪壽命長(zhǎng)，節(jié)約了砂輪更換修整、機(jī)床調(diào)整和工件檢測(cè)等許多輔助時(shí)間。

2、立方氮化硼還可作為切削工具，如：鉆頭、車刀、絞刀、銑刀等，應(yīng)用于加工工具鋼（包括高速鋼、模具鋼）、軸承鋼、不銹鋼、鎳基合金以及冷硬鑄鐵。在這些加工領(lǐng)域內(nèi)，CBN代替剛玉，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。特別在加工HRC50以上的硬質(zhì)合金鋼時(shí)，由于CBN比剛玉鋒利，比金剛石性能穩(wěn)定，表現(xiàn)出一系列優(yōu)越性。

立方氮化硼磨削是近年來最熱門的研究課題之一。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跛杏嘘P(guān)研究金屬切削的大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和工廠研究部門都在大力開展這方面的工作。人們普遍認(rèn)為立方氮化硼的問世是對(duì)金屬切削加工的一大貢獻(xiàn)。