超硬刀具材是指以金剛石為代表的具有很高硬度物質(zhì)的總稱,。超硬材料的范疇雖然沒有嚴(yán)格規(guī)定,，但人們習(xí)慣上把硬度接近金剛石硬度的材料稱為超硬材料。超硬材料專用刀具則是由超硬材料制作的,，是人類生產(chǎn)工具中的一種先進(jìn)工具,，特別是現(xiàn)代制造業(yè)，超硬材料刀具以其超凡的鋒利和性能為制造業(yè)創(chuàng)造了很高的生產(chǎn)率,！
刀具材料種類繁多,、各種類材料的牌號更多,其性能相差很大,每一品種的刀具材料都有其特定的加工范圍,只能適應(yīng)一定的工件材料和一定的切削速度范圍,而被加工工件材料的品種十分繁多。因此,如何正確選擇刀具材料進(jìn)行切削加工,以確保加工質(zhì)量,提高切削加工生產(chǎn)率,、降低加工成本和減少資源消耗是一個十分重要的問題,。
各種不同的加工任務(wù)對刀具材料提出一定的要求。典型要求是耐磨強(qiáng)度和韌性等特性,。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度,高硬度的工件材料,必須用更高硬度的刀具來加工,。例如超硬材料加工，則必須選擇超硬材料專用刀具,，簡稱超硬刀,。
超硬刀具材料主要分為金剛石和立方氮化硼（CBN）兩類,。
一．金剛石（PCD）
金剛石是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的最硬的材料,。金剛石刀具具有高硬度,、高耐磨性和高導(dǎo)熱性等性。在非鐵金屬和非金屬加工中得到廣泛應(yīng)用,，尤其在鋁和硅鋁合金高速切削加工中,，如轎車發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋,、變速箱和各種活塞等的加工中，金剛石刀具是難以替代的主要切削刀具,。近年來,，由于數(shù)控機(jī)床的普及和數(shù)控加工技術(shù)的高速發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)高效率,、高穩(wěn)定性,、長壽命加工的金剛石刀具的應(yīng)用日漸普及。金剛石刀具現(xiàn)在和將來都是數(shù)控加工中不可缺少的重要刀具,。
PCD刀具的應(yīng)用：
PCD銑刀,、鏜刀等數(shù)控刀具正大量應(yīng)用于高強(qiáng)度、高硬度硅鋁合金零部件自動生產(chǎn)線上,，如用于汽車和摩托車發(fā)動機(jī)鋁合金活塞的裙部,、氣缸體、變壓器等,，因?yàn)檫@些零件材料含硅量較高,，硬質(zhì)合金刀具難以勝任，而PCD刀具壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬質(zhì)合金刀具,，是硬質(zhì)合金刀具壽命的幾十倍甚至幾百倍,，并且可大大提高切削速度、加工效率和工件的加工質(zhì)量,。
目前聚晶金剛石（PCD）刀具已經(jīng)廣泛應(yīng)用于有色金屬加工,、汽車、摩托車,、航空航天,、木材、碳纖維及合金零部件的加工,。
二．立方氮化硼（CBN）
CBN是氮化硼的同素異構(gòu)體,，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度高達(dá)8000 - 9000HV,，耐熱度達(dá)1400℃,，耐磨性好，近年來開發(fā)的聚晶立方氮化硼（PCBN）是在高溫,、高壓下將細(xì)微的CBN顆粒通過結(jié)合相燒結(jié)在一起的多晶材料,，既能勝任淬硬鋼(45-65HRC),、軸承鋼(60-64HRC)、高速鋼(63- 66HRC),、冷硬鑄鐵的粗車和精車,，又能勝任高溫合金、熱噴涂材料,、硬質(zhì)合金及其他難加工材料的高速切削加工,。
立方氮化硼刀具應(yīng)用：
立方氮化硼適于用來精加工各種淬火鋼、硬鑄鐵,、高溫合金,、硬質(zhì)合金、表面噴涂材料等難切削材料,。
新的超硬材料刀具將會在未來切削領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用,。
金剛石材料刀具具有極高的硬度和耐磨性，能有效地加工銅,、鋁等有色金屬及其合金,、陶瓷、末燒結(jié)的硬質(zhì)合金,、各種纖維和顆粒加強(qiáng)的復(fù)合材料等,。金剛石俗稱“金剛鉆兒”，也就是我們常說的鉆石,。天然金剛石礦藏都是史前就已經(jīng)形成的,，且無生長規(guī)律可循?！叭嗽旖饎偸饕獞?yīng)用于軍工業(yè)和航空航天業(yè),。因?yàn)樗透邷亍⒏邏?，宇航員的頭盔膜,、航空飛船的隔熱板、高鐵的軌枕等都需要它,。
人造金剛石還廣泛應(yīng)用于先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代加工業(yè),，從牙科的修牙鑲牙刀、整容醫(yī)院的磨骨刀,，到汽車的軸承,、電子元件都用得到它。而人造金剛石鑲嵌的大型波紋片,，可用來切割巨大的石料和公路水泥,，在地質(zhì)勘探和石油開采中也發(fā)揮了重要的作用。
