硬材料加工的初時在加工行業(yè)很頭疼的問題，因此超硬材料專用刀具被加工廠家青睞。例如某些機器零件采用了難加工材料制造．其中包括一些高硬度的脆性材料。在這個加工領域中，超硬刀具能夠發(fā)揮很大的作用。
除天然金剛石外，人造金剛石在近年來巳得到了更為廣泛的應用。人造金剛石是以石墨為原料，加入催化劑，經過高溫、高壓制成單晶金剛石細粉．可用作磨料。再用金剛石細粉加入粘結劑，經過又一次高溫、高壓工藝，從而可以制成聚晶金剛石刀片或其它制品。用類似的工藝亦可制成以硬質合金作為基底的金剛石復合刀片(PCD)。另一種最新的方法，是用化學氣相沉積(CVD)工藝，在硬質合金或陶瓷刀片上涂覆一層金剛石薄膜(厚度約為1Omm～25mm)，形成金剛石涂層刃片(簡稱CVD)?；蛳瘸练e出厚度在0.4mm以上的金剛石厚膜，再焊在硬質合金基體上，形成金剛石厚膜刀片(簡稱TFD)。CVD和TFD是發(fā)展中的技術，但很有應用前景。
以立方氯化硼(CBN)為原料，用上述相同的高溫、高壓工藝．可制成聚晶立方氮化硼(CBN)刀片或CBN復合刀片。
二、金剛石刀具與立方氮化硼刀具的性能
金剛石與CBN的晶體結構均為面心立方，耐磨性極強。人造金剛石的硬度可達HV8000～9000，CBN硬度可達HV6000～7000。兩者的密度均約為0.5g/cm3，與Al203及Si3N4的密度相近。
它們的導熱性能很好。金剛石的導熱系數(shù)為2000W/(m·K)，CBN為1300W/(m·K)，分別是紫銅的5倍和3.2倍．分別是硬質合金的40倍和25倍。
它們的線膨脹系數(shù)較小，金剛石為(O.9～1.18)×1O-6/K，CBN為(2.1～2.3)×1O-6/K，分別是硬質合盒的1/6和1/3。
它們的彈性模量很高，金剛石為(850～900)GPa，CBN為720GPa，顯著高于硬質合金和陶瓷。
在切削過程中，金剛石和CBN刀具與工件材料之間的摩擦系數(shù)小，約為0.1和0.3，其為硬質合金刀具的1/5和1/2。
對金剛石和CBN刀具可以磨出非常鋒利的切削刃，尤其是天然金剛石刀具經過仔細刃磨和研磨可以得到小于微米級的鈍圓半徑。
CBN與鐵族元素之間有著很大的惰性，到1300℃也不會發(fā)生顯著的化學作用；對酸堿都是穩(wěn)定的。金剛石對鐵族元素則易產生化學反應，在700℃以上，金剛石在Fe元素催化作用下轉變?yōu)槭鴨适в捕?；金剛石中的C元素，也易向鐵族工件材料方面擴散。金剛石也不受酸的浸蝕。
三、淬火鋼的切削
用立方氮化硼復合刀片CBN-L、cBN-W及金剛石復合刀片PCD-D車削淬硬工具鋼T10A(HRC60～63)，-L、-W、-D分別代表生產廠家。刀具幾何參數(shù)：g0=0°，g0l=-20°， bg=0.2mm，kr=45°。．re=0.5mm(CBN)，4mm(PCD)。切削用量：ap=O.1mm，f=0.05mm/r，V=84m/min。
再用硬質合金YM053刀片和Si3N4基復合陶瓷刀片切削T10A。g0=-8°，g0l=-20°， bg=0.2mm，kr=45°。．re=0.5mm，ap=O.1mm，f=0.05mm/r，V=44m/min。
因此用CBN復合刀片加工淬硬鋼效果很好，用金剛石復合刀片PCD切削淬硬鋼效果甚差。硬質合金和陶瓷刀片在較低的切削速度(V=44m/min)下切削T10A，刀具耐用度顯著低于CBN刀具。
總的來說切削高硬度的材料，刀具材料必須具有很高的硬度和彈性模量，超硬材料對此非常勝任，這是機械性能的匹配。
刀具材料對于工件材料，在化學性能上應呈現(xiàn)惰性，否則，刀具的磨損率高。故金剛石刀具不適合切削鐵基材料，如淬硬鋼。這是化學性能的匹配。CBN是精切淬硬鋼的最佳刀縣材料。
用金剛石刀具切削工業(yè)玻璃和工程陶瓷，效果也很好。
