金剛石是碳的同素異形體，是目前已知的最硬物質(zhì)，其顯微硬度可達(dá)10000HV，同時也是目前硬度最高的刀具材料。在合適的加工條件下，金剛石刀具相比高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷和聚晶立方氮化硼刀具的使用壽命更長。用它加工銅、鋁等有色金屬和非金屬耐磨材料時的切削速度比硬質(zhì)合金刀具高出一個數(shù)量級（例如銑削鋁合金的切削速度為3000～4000m/min，高的甚至可達(dá)7500m/min），使用壽命是硬質(zhì)合金刀具的幾十甚至幾百倍。金剛石刀具過去主要用于精加工，近十幾年來通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝，控制原料純度和晶粒尺寸，采用復(fù)合材料和熱壓工藝等，其脆性有了重大改進(jìn)，韌性提高，使用可靠性顯著改善，已經(jīng)可以作為常規(guī)刀具在生產(chǎn)中應(yīng)用，對提高工效、保證產(chǎn)品質(zhì)量起著重要作用。

1.金剛石刀具材料性能特點

金剛石刀具的硬度和耐磨性極高、切削刃非常鋒利、刃部粗糙度值小、摩擦因數(shù)低、抗粘結(jié)性好、熱導(dǎo)率高、切削時不易粘刀及產(chǎn)生積屑瘤、加工表面質(zhì)量好。在加工有色金屬時，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.05～0.10μm，加工精度可達(dá)IT5（孔IT6）級以上，能有效地加工非鐵金屬材料和非金屬材料，如銅、鋁等有色金屬及其合金、陶瓷、未燒結(jié)的硬質(zhì)合金、各種纖維和顆粒加強(qiáng)的復(fù)合材料、塑料、橡膠、石墨、玻璃和各種耐磨木材（尤其是實心木和膠合板、MDF等復(fù)合材料）。

金剛石刀具的缺點是韌性差，熱穩(wěn)定性低，與鐵族元素接觸時有化學(xué)反應(yīng)（4C+3Fe→Fe₃C₄），在700～800℃時將碳化（即石墨化），一般不適用于加工鋼鐵材料。用它切削鎳基合金時，同樣也會迅速磨損。所以通常不推薦金剛石刀具加工高熔點金屬及合金。此外，金剛石刀具刃磨困難，價格昂貴。

2.金剛石刀具材料的品種分類

金剛石按其形成方式，分為天然和人造金剛石兩種。天然金剛石一般為單晶晶體，人造金剛石按其使用要求可制成單晶晶體和多晶晶體，其中應(yīng)用多晶制成的金剛石刀具有聚晶金剛石（PCD）刀具和化學(xué)氣相沉積（CVD）金剛石刀具。金剛石刀具的種類如圖所示。

金剛石刀具的種類