聚晶立方氮化硼(以下简称PCBN)刀具是利用人工方法在高温高压条件下用立方氮化硼(CBN)微粉和少量的结合剂合成的烧结体制作成的。它具有很高的硬度，其硬度及耐磨性仅次于金刚石而远远高于其他材料，因此他与金刚石刀具统称为超硬材料，切削速度比硬质合金高10~20倍，刀具寿命比硬质合金高3~5倍；它也有较好的热稳定性和化学惰性，因此常用于黑色金属的切削；它的导热性比金刚石差但比其他材料高得多，抗弯强度和断裂韧度介于硬质合金和陶瓷之间。用PCBN刀具，可加工以前只能用磨削方法加工的特种钢，它还非常适合数控机床加工时使用。
1、PCBN刀具的制作方法
(1) 制作烧结体就是将CBN粉末或金刚石粉末与结合剂的混合粉末及硬质合金基板填充入密封盒中，在高温高压条件下烧结的同时使其与基体结合。
(2) PCBN刀具的制作，首先对烧结体原材料进行切断加工，然后将其焊接在硬质合金基体上形成刀片，或焊接于钢的刀具支撑体上，再对切削刃进行研磨精加工，最终形成可以使用的刀具。PCBN刀具的制作方法如图所示。
2、PCBN刀具的分类
PCBN刀具按添加成分可分为:直接由CBN单晶烧结而成的PCBN和添加一定比例粘结剂的PCBN烧结体两大类。按制造复合方式分为:有粘结剂复合烧结的PCBN复合片和整体PCBN烧结块的两类，其中粘结剂烧结的PCBN又分为使用金属粘结剂与使用陶瓷粘结剂两类。目前应用较广的是带粘结剂的PCBN复合片，根据添加的粘结剂比例不同则PCBN硬度也不同，粘结剂含量越多则硬度越低、韧性越好。
(1) 加入金属粘结剂的CBN烧结，金属粘结剂种类很多，主要有Ni、Co、Ti、Ti-Al等。在烧结温度下，金属粘结剂称为液相，液相的出现对CBN烧结有一定的促进作用，因此烧结体可以在稍低的温度和压力下进行。另外，由于CBN不溶于金属粘结剂，不会发生可以促进收缩和晶体长大的溶解析出过程。在烧结过程中，硬质合金中的钴呈液态渗入CBN晶界中，将硬质合金与CBN烧结体紧密粘结在一起。采用金属粘结剂的PCBN刀具的硬度较纯CBN烧结的刀具硬度低，但是韧性好。
(2) 加入陶瓷粘结剂的PCBN烧结，陶瓷粘结剂主要有TiN、TiC、Al2O3，等。由于烧结过程中易产生裂纹，因此多在陶瓷粘结剂中加入铁族元素(铁、钴和镍)以及Mo或Mo2C等可以增加陶瓷离子间的强度，起到流体传压介质的作用，有利于形成内部无变形的烧结体，钼等还可以改进陶瓷粒子和铁元素之间的润湿性。陶瓷粘结剂PCBN中粘结剂的含量一般较高，韧性较金属粘结剂刀具差，但其抗高温性能更好。
(3) 纯PCBN烧结，在CBN聚晶体中也可以不加粘结剂直接烧结成聚晶立方氮化硼。CBN在烧结时出现再结晶和晶粒长大过程，烧结后的CBN多晶体的晶粒已不是原来的CBN单晶体颗粒。这种PCBN刀具耐磨性好，使用寿命长，但较脆且温度条件苛刻，难以制成高韧性及大尺寸的刀片。
3、PCBN的特性
PCBN的耐热性可达1400~1500℃，在800℃时的硬度相当于ALO-TiC陶瓷的常温硬度；CBN材料的导热系数低于金刚石但大大高于硬质合金，并且随着切削温度的提高，PCBN刀具的导热系数不断增大，因此可使刀尖处热量很快传出，有利于工件加工精度的提高；CBN与不同材料的摩擦因数很低，在加工过程中切削力很小；由于PCBN刀具材料具有上述优点，所以它是最适合用于高速条件下的干式切削加工的刀具材料。
PCBN刀具在使用时需注意尽量不使用水溶性切削液，因为CBN易在1000℃产生水解作用，造成刀具严重磨损。
