Применение композитов и поликристаллов имеет немного более широкое применение в металлообработке, чем на основе алмазов. Это обусловлено отличием физико-химических свойств кубического нитрида бора и алмаза. По условиям синтеза кубический нитрид бора имеет большее сродство и, как результат большую химическую активность при высоких температурах с такими материалами как:
- магний,
- алюминий,
- титан,
тогда как алмаз, взаимодействует, главным образом с металлами:
- железо,
- никель,
- кобальт.
Производство композитов и поликристаллов производится на оборудовании HPHT(одноосевых прессах, кубических прессах, устройствах типа разрезная сфера-БАРС) в твердофазных ячейках высокого давления.
Процесс получения данных материалов производится в зоне стабильности кубического нитрида бора и алмаза, и требуют температуры на уровне синтеза этих материалов методом HPHT. Получение композиционных материалов производится методом активированного спекания с образованием матрицы содержащей металл и производные взаимодействия карбиды, бориды и нитриды. Матрица придает необходимую прочность, а зерна сверхтвердых материалов необходимую твердость, что делает композиты из сверхтвердых материалов похожими по структуре на металлокерамические твердые сплавы на основе карбида вольфрама, но значительно превосходящие их в плане твердости.
Поликристаллы получают либо прямым спеканием порошков сверхтвердых материалов, либо синтезом в присутствии активаторов перехода углерода и нитрида бора в кубическую (сверхтвердую форму). Поликристаллы отличаются большей твердостью, чем композиты, большей прочностью на сжатие и большей теплопроводностью. Однако у них ниже прочность на изгиб и большая чувствительность к термическим и ударным нагрузкам, возникающим в процесс эксплуатации. К тому же поликристаллы получают при параметрах синтеза существенно выше, чем необходимых для промышленного синтеза кубического нитрида бора и алмаза. Таким образом, композиционные материал на основе сверхтвердых материалов можно получать по размерам существенно больше размеров поликристаллов и при использовании оборудования (HPHT) при одинаковом давлении в гидравлической системе прессов.
Основное применение многогранных режущих пластин из композиционных материалов на основе кубического нитрида бора это - обработка типа тонкого точения деталей из высоколегированных сталей после термообработки имеющих высокую твердость и требования к высокой точности например валов для различных энергетических установок (энергомашиностроение, судостроение). Альтернативой тонкому точению является использование абразивных лент и кругов. Абразивная обработка имеет гораздо более низкую производительность, чем точение, требует подбора и замены в процессе обработки абразивного инструмента с различным размеров зерна, чтобы обеспечить приемлемую производительность и необходимый класс точности и чистоты поверхности. В условиях, когда речь идет о растачивании внутренних поверхностей сложность подбора абразивного инструмента заметно увеличивается, и потенциальные перспективы на переход к тонкому растачиванию сложнообрабатываемых материалов существенно возрастает.
В целом композиционные материалы и поликристаллы имеют большие перспективы, во многих направлениях промышленности, прежде всего из-за своих выдающихся свойств, приближающихся к свойствам монокристаллов алмаза. Прошлые ограничения связанные с максимально возможным размеров данных материалов успешно решаются внедрением более мощных прессовых установок, как например кубический пресс HPHT модель 850.