金剛石作是自然界最硬的東西，所以作為磨料和切削工具，其性能是無(wú)與倫比的，以金剛石車刀為例，其刃口圓弧半徑可以刃磨到連掃描電子顯微鏡，SEM，也無(wú)法檢測(cè)，直到現(xiàn)在還沒(méi)有一種材料能取而代之，利用它來(lái)切削加工，往往可以直接獲得鏡面，當(dāng)前被廣泛地應(yīng)用于儀表、電子、光學(xué)等領(lǐng)域，成為不可缺少的切削工具的材料，但是因成本昂貴，刃磨需要高超的技藝，所以一直妨礙其廣泛的應(yīng)用。

       超硬材料由于性能優(yōu)越，應(yīng)用不斷地在擴(kuò)大，已從金屬加工發(fā)展到了光學(xué)玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等傳統(tǒng)加工難進(jìn)行的領(lǐng)域。

       天然單晶金剛石，由于具有各向異性，因此各晶面的硬度相差甚大，在刀具刃磨時(shí)，擇其軟的一面作為研磨面，而將其硬的面作為前刀面或后刀面，這給研磨帶來(lái)了有利的條件，因其各向異性，所以在使用中，必須考慮到晶面的合理選擇，例如，硬度計(jì)的壓砧，在使用中，利用壓入或彈跳來(lái)衡量被測(cè)材料的硬度，但由于工作面的硬度不同，結(jié)果也各異，當(dāng)然采用硬的面，有利于延長(zhǎng)壽命，又如天然金剛石制造的拔絲模，由于孔的工作面由各晶面構(gòu)成，因此硬度不一致，磨損便不均勻，同時(shí)會(huì)給線材的圓截面造成應(yīng)力差異，硬度不勻，而影響使用，金剛石燒結(jié)體和厚膜金剛石，由于各向同性，在這類產(chǎn)品上運(yùn)用就變得非常有利。

       PCD、PCBN,因其晶粒不同，濃度不同，性能也就不同，必須合理選擇。

       厚膜金剛石是純金剛石，其硬度接近天然金剛石，而PCD、PCDN是金剛石粉與結(jié)合劑混合在一起燒結(jié)而成，因此硬度受到結(jié)合劑的影響，其硬度不如前者。

金剛石及超硬材料應(yīng)用中的注意事項(xiàng) 

天然單晶金剛石

       在當(dāng)前的超精密加工中，天然單晶金剛石的切削工具已是必不可少。它可獲得極為鋒利的切削刃，其刃口圓弧半徑可以達(dá)到連掃描電子顯微鏡(SEM)也無(wú)法檢測(cè)的程度。據(jù)日本大阪大學(xué)井川直哉教授介紹，最小可達(dá)2～4nm,這是當(dāng)前的最高水平，是通過(guò)切削獲得的厚為1nm的切屑推算出來(lái)的。1986年日本專門(mén)成立了一個(gè)金剛石刀尖評(píng)價(jià)委員會(huì)，來(lái)解決刀尖的測(cè)量問(wèn)題，直至今天仍然沒(méi)有很好解決，只是從0.05µm提高到2～4nm。1992年?yáng)|芝機(jī)械的淺井昭一也曾提出過(guò)利用掃描隧道顯微鏡(STM)或原子力顯微鏡(AFM)進(jìn)行檢測(cè)的建議，但是并沒(méi)有再報(bào)道過(guò)，我國(guó)華中理工大學(xué)精儀系在1996年報(bào)道了用AFM取得了進(jìn)展，這是可喜的成就。

       金剛石切削工具的刃磨，雖已有不小的成就。但仍然是以經(jīng)驗(yàn)為主，依舊是一個(gè)有待解決的課題。金剛石切削工具的幾何參數(shù)也許是實(shí)踐不足，所以迄今還有待探索。一般其前角為0°，后角為5～6°，其端部有兩種，一是圓弧，另一為直°線，后者有時(shí)稱為修光刃，其長(zhǎng)度根據(jù)被加工材料來(lái)選擇。圓弧車刀在切削過(guò)程中的調(diào)整比較簡(jiǎn)單，而平刃的調(diào)整相對(duì)而言是很費(fèi)時(shí)的。如果應(yīng)用在高精度的曲面加工中，圓弧的刃磨要求就很嚴(yán)格，它精度的優(yōu)劣會(huì)復(fù)印在曲面上。據(jù)資料表明，日本大阪金剛石制作所在數(shù)年前就能達(dá)到R±0.05µm,英國(guó)則更高，達(dá)到R±0.02µm。

       切削過(guò)程中，金剛石的導(dǎo)熱性優(yōu)越，散熱快，但是要注意切削熱不宜高于700℃，否則會(huì)發(fā)生石墨化現(xiàn)象，工具會(huì)很快磨損。因?yàn)榻饎偸诟邷叵潞蚖、Ta、Ti、Zr、Fe、Ni、Co、Mn、Cr、Pt等會(huì)發(fā)生反應(yīng)。

金剛石燒結(jié)體(PCD)

       PCD的出現(xiàn)，在許多方面代替了天然單晶金剛石。PCD與天然金剛石比較，價(jià)格便宜，且刃磨遠(yuǎn)比天然金剛石方便，所以其應(yīng)用、推廣特別迅速。在大量涌現(xiàn)的新材料中，大部分都是難加工材料，如高硅鋁合金，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞大量采用這種材料。一般，含硅量低于10%的鋁合金，用硬質(zhì)合金切削工具即可，但含硅量超過(guò)10%,就只能借助PCD。當(dāng)前采用的高硅鋁合金含硅量均在12%以上，有的已達(dá)18%以上，所以非PCD莫屬。

       但是，由于PCD的種類很多，有合理選擇的必要。其粒度、濃度等都會(huì)影響到硬度、耐磨性等性能。因此，在應(yīng)用中也必須根據(jù)被加工材料的種類。硬度等特性來(lái)考慮合理的各種參數(shù)。由于其具有各向同性，耐磨性比較好，加工成拔絲模甚至優(yōu)于天然單晶金剛石。