刀具材料应具备的性能及分类 (2)
刀具材料
补充一些常用牌号: 高碳高速钢: W18Cr4V(9W18) , W6Mo5Cr4V2(CM2) 其碳的质量分数从普通高速钢的0.7％～0.8％增加 到0. 9％～l .0%，使常温硬度提高到66～68HRC， 600°c时高温硬度提高到51～52HRC。适用于耐磨 性要求高的铰刀、锪钻，丝锥以及加工较硬材料 (220～250HBS)的刀具。
含铝高速钢
铝高速钢W6M05cr4V2A1(简称501)和 W10M04Cr4V3Al(简称5F一6)是我国独创的新钢 种，这种钢常温硬度为67～69HRC，600°C高温 时硬度为54～55HRc，切削性能相当于钻高速钢 M42，刀具寿命比W18cr4V显著提高(至少1～2 倍)，而价格却相差不多，用这种钢做的齿轮滚刀 允许l 67m／s的切削速度。
2、 高速钢
概念：高速钢是一种含钨(w)、钼(Mo)、铬(cr)、钒 (V)等合金元素较多的合金工具钢。 以重量计其碳的质量分数为0.7%～1．5％，铬 的质量分数约为4%，钨的质量分数和钼的质量分 数为10％～20%，钒的质量分数为1％～5％。 由于合金元素与碳化合形成较多的高硬度碳化 物，如碳化钒，硬度高达2800HV，且晶粒细小， 分布均匀。而且合金元素和碳原子结合力很强，提 高了马氏体受热时的稳定性。
高钒高速钢 W6Mo5Cr4V3、W12Cr4V4Mo 高钒高速钢质量分数在3％～5％，由于形成 大量高硬度耐磨的碳化钒弥散在钢中，提高 了高速钢的耐磨性，且能细化晶粒和降低钢 的过热敏感性。
3） 粉末冶金高速钢 是20世纪70年代开发的新型刀具材料， 其工艺方法是用高压惰性气体（氩气 或氮气）或高压水雾化高速钢水得到 细小的高速钢粉末，再经热压制成刀 具毛坯。
钴高速钢
M42(W2MO9Cr4VCO8) 和 W10MO4Cr4V3CO10
不同刀具材料不同特性，你偏爱哪一款
不同刀具材料不同特性，你偏爱哪一款☞这是金属加工（mw1950pub）发布的第11014篇文章编者按不同的刀具材料本身有不同的性能，今天，小编给金粉们介绍的内容包括三部分：刀具材料应具备的性能、常用的刀具材料种类、不同刀具材料的基本性能分析。
一起学习吧。
刀具材料应具备的性能刀具在工作时，要承受很大的压力和冲击力。
同时，由于切削时产生的金属塑性变形以及在刀具、切屑、工件相互接触表面间产生的强烈摩擦，使刀具切削刃上产生很高的温度和受到很大的应力。
因此，作为刀具材料应具备以下特性：1. 高的硬度刀具材料必须具备高于被加工材料的硬度，一般刀具材料的常温硬度都在62HRC以上。
2. 高的耐磨性耐磨性是刀具抵抗磨损的能力。
它是刀具材料力学性能、组织结构和化学性能的综合反映。
3. 足够的强度和韧度为能承受很大的压力，以及冲击和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧度。
一般强度用抗弯强度表示，韧度用冲击值表示。
4. 高的耐热性耐热性是指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧度的性能。
5. 良好的热物理性能和耐热冲击性刀具材料抵抗热冲击的能力可用耐热冲击系数表示。
6. 良好的工艺性这里指的是锻造性能、热处理性能、高温塑性变形性能以及磨削加工性能等。
7. 经济性经济性是刀具材料的重要指标之一。
常用刀具材料的种类1. 非合金工具钢（原碳素工具钢）按照GB/T13104.1—2008《钢分类第1部分：按化学成分分类》及GB/T1299—2014(模具钢)，非合金工具钢属于非合金钢。
按照GB/T11304.2—2008《钢分类第2部分：按主要质量等级和主要性能或使用特性的分类》，非合金工具钢属于特殊质量非合金钢。
非合金工具钢是高碳过共析、共析或亚共析钢。
碳是非合金工具钢的主要强化元素。
非合金工具钢通常按用途可分为刃具钢、模具钢、量具钢、耐磨的；按钢质可分为优质钢和高级优质钢。
这类钢耐热性较差(200~250℃)，经热处理后具有较高的硬度和耐磨性，但热硬性差、淬透性低。
2-刀具材料
• TiC含量较少者，含Co量多，抗弯强度高， 适于粗加工；
• 反之TiC多， Co少，耐磨性、耐热性更好 适于精加工；
• TiC含量增多时，导热性差，刃磨与焊接时 容易产生裂纹。
加入TaC (NbC)的硬质合金
• TaC (NbC)一般含量在4%左右； • 作用主要是提高高温硬度与高温强度； • 加入TaC (NbC)，可提高与钢的粘接温度，
YG类（钨钴类）
• 加工铸铁、有色金属、非金属材料等脆性 材料，碎切屑；
• YG类的抗弯强度与韧性>YT类，减少崩刃； • YG类的导热系数较好，有利于降低切削温
度； • 可磨削加工性好，可刃磨成锋利刃口； • 含钴量越高，韧性越好，适合于粗加工，
含钴量少用于精加工。
YT类（钨钛钴类）
• 加工钢等塑性材料，带状切屑； • 塑性变形大，摩擦剧烈，切削温度较高；
钢的精加工。
氧化铝-碳化物系陶瓷
• 将一定量的碳化物（TiC）添加到氧化铝中， 热压成形工艺制成；
• TiC含量在30%左右，产生热裂纹小，耐用 度高；
• 中等切速下加工高硬度的难加工材料，如 冷硬铸铁、淬硬钢等
氧化铝-碳化物-金属系陶瓷
• 在氧化铝-碳化物系陶瓷中添加镍或钼、钴、 钨等作为粘结金属；
• 可以锻造、切削加工、热处理、焊接。 • 硬度高于高性能高速钢，强度、韧性胜过
硬质合金。 • 制造模具、拉刀、铣刀等形状复杂的刀具。
陶瓷刀优点
• 以氧化铝（Al2O3）为主要成分，在高温 下烧结而成。
1. 常温硬度达91～95HRA； 2. 在1200℃高温下硬度80HRA； 3. 很高的化学稳定性，粘结、扩散、氧化磨
刀具材料基本要求及种类代号用途
刀具材料基本要求及种类代号用途一、刀具材料对切削部分的基本要求1、切削性能方面（1）高硬度和耐磨性好刀具材料应比被切削加工工件材料的硬度高，一般硬度指标均达HRC60以上。
耐磨性是材料抵抗磨损的能力，一般地说，刀具材料硬度愈高则耐磨性愈好。
（2）有足够的强度和韧性强度和韧性是衡量刀具在切削过程中承受各种应力和冲击的能力，一般用抗弯强度和冲击韧度来表示。
（3）有高耐热性和良好的导热性。
2、工艺性能方面有良好的工艺性能如热处理性能好、磨削性能好、热处理工艺性能好、锻造性、焊接性能好。
二、刀具材料的种类、牌号、规格用途和性能1、碳素工具钢是含碳量较高的优质钢。
优点是淬火后硬度较高，可达HRC61～ HRC 65,且价格低廉。
缺点是不耐高温，在200℃～250℃即失去原来的硬度，耐磨性差，淬透性差。
用于制造低速手用工具。
如锉刀、锯条、简易冲模剪切刀片等。
常用牌号有T10、T10A、T12、T12A锉刀锯条2、合金工具钢是在碳素工具钢中加入一定量的铬（Cr) 钨(W)锰(Mn)等合金元素，以提高材料的耐热性、耐磨性的韧性。
其淬透性较好，热处理变形小。
淬火硬度可达HRC61～ HRC 65,能耐350℃～ 400 ℃的高温。
可用来制造形状比较复杂、要求淬火后变形小的刀具，如铰刀、拉刀等。
常用牌号有9SiCr、CrWMn等。
铰刀拉刀3、高速钢是含W和Cr较多的合金工具钢。
常用的牌号有W18Cr4V 和W9Cr4V2，能在600 ℃左右的高温下保持硬度，淬火后硬度可达HRC62～HRC65.用来制造形状复杂的特殊刃具，如铣刀、钻头等。
锥柄钻头柱柄钻头立铣刀4、硬质合金主要成分是碳化钨WC和钴Co.硬度可达HRA89～ HRA 93.在900℃～ 1000 ℃内仍能进行正常切削，切削速度比高速钢高4-10倍。
目前国产硬质合金分两类：一类是由WC和Co组成的钨钴类，即K类（YG 类）；一类是由WC、TiC和Co组成的钨钛钴类，即P类（YT类）。
刀具常见材料和新型材料的种类及基本性能
刀具常见材料和新型材料的种类及基本性能1.刀具材料应具备的性能刀具要在强力、高温和剧烈的摩擦条件下工作，同时还要承受冲击和振动，因此刀具材料应满足以下基本要求。
（1）高的硬度：刀具材料的硬度必须高于工件的硬度，以便切入工件。
在常温下，刀具材料的硬度一般应在60HRC以上。
（2）足够的强度和韧性：只有具备足够的强度和韧性，刀具才能承受切削力和切削时产生的振动，以防脆性断裂和崩刃。
（3）高的耐磨性：即抵抗磨损的能力。
（4）高的耐热性：指刀具在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨等性能。
（5）一定的工艺性：为便于刀具本身的制造，刀具材料还应具有一定的工艺性能，如切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等。
2.常用的刀具材料目前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢及硬质合金等。
各种刀具材料的特性，如表1-1-1所示。
（1）碳素工具钢与合金工具钢：碳素工具钢是含碳量高的优质钢（含碳量为0.7%~1.2%），如T10A。
碳素工具钢淬火后具有较高的硬度，而且价格低廉。
但这种材料的耐热性较差，当温度达到200℃时，即失去它原有的硬度，并且淬火时容易产生变形和裂纹。
合金工具钢是在碳素工具钢中加入少量的Cr，W，Mn，Si等合金元素形成的刀具材料，（如9SiCr）。
由于合金元素的加入，与碳素工具钢相比，其热处理变形有所减小，耐热性也有所提高。
以上两种刀具材料因其耐热性都比较差，所以常用于制造一些形状较简单的低速切削刀具，如锉刀，锯条，铰刀等。
（2）高速钢：又称为锋钢或风钢，它是含有较多W，Cr，V合金元素的高合金工具钢，如W18Cr4V。
与碳素工具钢和合金工具钢相比，高速钢具有较高的耐热性，温度达600℃时，仍能正常切削，其许用切削速度为30~50m/min，是碳素工具钢的5~6倍，而且它的强度、韧性和工艺性都较好，可广泛用于制造中速切削及形状复杂的刀具，如麻花钻、铣刀、拉刀、各种齿轮加工刀具。
常用刀具材料分类、特点及刀具品牌认识
常用刀具材料分类、特点及刀具品牌认识刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、工件的加工精度、已加工表面质量和加工成本等，所以正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一。
1. 刀具材料应具备的性能金属切削时，刀具切削部分直接和工件及切屑相接触，承受着很大的切削压力和冲击，并受到工件及切屑的剧烈摩擦，产生很高的切削温度，即刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。
因此，刀具切削部分材料应具备以下基本性能。
1.1 高的硬度和耐磨性硬度是刀具材料应具备的基本特性。
刀具要从工件上切下切屑，其硬度必须比工件材料的硬度大。
耐磨性是材料抵抗磨损的能力。
一般来说，刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。
组织中硬质点（碳化物、氮化物等）的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越高。
但刀具材料的耐磨性实际上不仅取决于它的硬度，而且也和它的化学成分、强度、纤维组织及摩擦区的温度有关。
1.2 足够的强度和韧性要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程中通常要出现的冲击和振动的条件下工作，而不产生崩刃和折断，刀具材料就必须具有足够的强度和韧性。
1.3 高的耐热性耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。
它是指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。
1.4 导热性好刀具材料的导热性越好，切削热越容易从切削区散走，有利于降低切削温度。
刀具材料的导热性用热导率表示。
热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量就容易传散出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。
1.5 具有良好的工艺性和经济性既要求刀具材料本身的可切削性能、耐磨性能、热处理性能、焊接性能等要好，且又要资源丰富，价格低廉。
2. 常用刀具材料分类、特点及应用刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料等五大类。
常用刀具材料的主要性能及用途见表2-1。
表2-1 常用刀具材料的主要性能2.1 高速钢2.1.1 普通高速钢普通高速钢指用来加工一般工程材料的高速钢，常用的牌号有：（1）W18Cr4V（简称W18）。
常用刀具材料及选用
常用刀具材料及选用在切削过程中，刀具担负着切除工件上多余金属以形成已加工表面的任务。
刀具的切削性能好坏，取决于刀具切削部分的材料、几何参数以及结构的合理性等。
刀具材料对刀具寿命、加工生产效率、加工质量以及加工成本都有很大影响，因此必须合理选择。
一、刀具材料应具备的性能刀具在切削时要承受高温、高压、强烈的摩擦、冲击和振动，因此刀具材料必须具备以下性能：1．高的硬度和耐磨性刀具应具备高的硬度和耐磨性。
一般刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。
其常温硬度一般要求大于60HRC。
2．足够的强度和韧性为承受切削负荷、振动和冲击，刀具材料必须具备足够的强度和韧性。
3．高的热稳定性刀具在高温下工作，要求刀具材料具备高的热稳定性，也称高的耐热性。
即刀具材料在高温下硬度、耐磨性、强度和韧性变化很小，仍能保持正常切削。
4．良好的物理特性即刀具材料具备良好的导热性、大的热容量以及优良的热冲击性能。
5．良好的工艺性即刀具材料应具备良好的锻造性、机械加工性和热处理性。
除此之外，要求刀具材料经济性要好。
二、常用刀具材料的性能及选用常用刀具材料的种类和特性刀具材料种类很多，常用的有工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢）、硬质合金、陶瓷、金刚石（天然和人造）和立方氮化硼等。
碳素工具钢和合金工具钢，因其耐热性很差，目前仅用于手工工具。
下面对高速钢、硬质合金、陶瓷及其它超硬刀具材料进行介绍。
1）高速钢高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。
高速钢有很高的强度，抗弯强度为一般硬质合金的2～3倍；韧性也高，比硬质合金高几十倍。
高速钢的硬度在63HRC以上，且有较好的耐热性，在切削温度达到500650°C时，尚能进行切削。
高速钢可加工性好，热处理变形较小，目前常用于制造各种复杂刀具（如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）。
高速钢刀具可以加工从有色金属到高温合金的各种材料。
表1-2列出了几种常用高速钢的牌号及其主要用途，可供选择时参考。
刀具材料
2.6.3刀具材料常用刀具材刀具材料种类很多，常用的有工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢）、硬质合金、陶瓷、金刚石（天然和人造）和立方氮化硼等。
碳素工具钢和合金工具钢，因其耐热性很差，目前仅用于手工工具。
1．高速钢高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。
特点：1）强度高，抗弯强度为硬质合金的2～3倍；2）韧性高，比硬质合金高几十倍；3）硬度HRc63以上，且有较好的耐热性；4）可加工性好，热处理变形较小。
应用：常用于制造各种复杂刀具（如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）。
加工材料范围广泛，如钢、铁和有色金属等。
高速钢按化学成分可分为钨系、钼系（含Mo的质量分数2%以上）；按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢。
1.普通高速钢指用来加工一般工程材料的高速钢，常用的牌号有：(1)W18Cr4V 属钨系高速钢，具有较好的切削性能，使用最为普遍。
(2)W6Mo5Cr4V2 属钨钼系高速钢、碳化物分布均匀性、韧性和高温塑性均超过W18Cr4V，但磨削性能较差，目前主要用于热轧刀具，如麻花钻等。
(3)W9Mo3Cr4V 它是国内新近使用的一种高速钢，综合性能好，刀具耐用度有所提高，可代替W6Mo5Cr4V2使用。
普通高速钢具有一定的硬度和耐磨性，较高的强度和韧性，较好的塑性，可制造各种刀具，尤其是复杂刀具。
2.高性能高速钢在普通高速钢内增加C、V的含量和添加Co、Al等合金元素就得到高性能高速钢。
它可进一步提高耐热性和耐磨性。
(1)钴高速钢（W2Mo9Cr4VCo8）具有良好的综合性能，加入钴可提高它的高温硬度，在600℃时硬度为HRC55，故允许的切削速度较高，有一定韧性，可磨削性好，加工耐磨合金钢、不锈钢时，刀具耐用度明显提高。
但钴含量较多成本较贵。
(2)铝高速钢（W6Mo5Cr4V2Al、W10Mo4Cr4V3Al）加入了少量的铝不但提高了钢的耐热性和耐磨性，而且还能防止含碳量高引起的强度和韧性下降。
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刀具材料决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。
使用碳工具钢作为刀具材料时，切削速度只有10m/min左右；20世纪初出现了高速钢刀具材料，切削速度提高到每分钟几十米；30年代出现了硬质合金，切削速度提高到每分钟一百多米至几百米；当前陶瓷刀具和超硬材料刀具的出现，使切削速度提高到每分钟一千米以上；被加工材料的发展也大大地推动了刀具材料的发展。
一刀具材料应具备的性能
性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。
刀具切削部分在强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下的基本要求。
1.高硬度和高耐磨性
刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属，是刀具材料必备的基本要求，现有刀具材料硬度都在60HRC以上。
刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。
2.足够的强度与冲击韧性
强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。
一般用抗弯强度来表示。
冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力，一般地，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。
硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。
3.高耐热性
耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标。
它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。
4.良好的工艺性和经济性
为了便于制造，刀具材料应有良好的工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。
当然在制造和选用时应综合考虑经济性。
当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命很，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。
因此在选用时一定要综合考虑。
二常用刀具材料
常用刀具材料有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬刀具材料，目前用得最多的为高速钢和硬质合金。
高速钢
高速钢是一种加了较多的钨、铬、钒、相等合金元素的高合金工具钢，有良好的综合性能。
其强度和韧性是现有刀具材料中最高的。
高速钢的制造工艺简单，容易刃磨成锋利的切削刃；锻造、热处理变形小，目前在复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。
高速钢可分为普通高速钢和高性能高速钢。
普通高速钢，如W18Cr4V广泛用于制造各种复杂刀具。
其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为40-60m/min。
高性能高速钢，如W12Cr4V4Mo是在普通高速钢中再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等元素冶炼而成的。
它的耐用度为普通高速钢的1.5-3倍。
粉末冶金高速钢是70年代投入市场的一种高速钢，其强度与韧性分别提高30%-40%和80%-90%．耐用度可提高2-3倍。
目前我尚处于试验研究阶段，生产和使用尚少。
硬质合金
按GB2075—87(照采用190标准)可分为P、M、K三类，P 类硬质合金主要用于加工长切屑的黑色金属，用蓝色作标志；M类主要用于加工黑色金属和有色金属，用黄色作标志，又称通用硬质合金，K类主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料，用红色作标志。
P、M、K(后面的阿拉伯数字表示其性能和加工时承受载荷的情况或加工条件。
数字愈小，硬度愈高，韧性愈差。
P类相当于我国原钨钛钻类，主要成分为WC+TiC+Co，代号为YT。
K类相当于我国原钨钻类，主要成分为WC+Co，代号为YG。
M类相当于我国原钨钛钽钴类通用合金，主要成分为WC+TiC+TaC(NbC)+Co，代号为YW。
三涂层刀具简述
涂层刀具是近20年出现的一种新型刀具材料，是刀具发展中的一项重要突破，是解决刀具材料中硬度、耐磨与强度、韧性之间矛盾的一个有效措施。
涂层刀具是在一些韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上，涂覆一层耐磨性高的难熔化金属化合物而获得的。
常用的涂层材料有TiC、TiN和Al2O3等。
本世纪70年代初首次在硬质合金基体上涂覆一层碳化钛(TiC)后，把普通硬质合金的切削速度从80m/min提高到180m/min。
1976年又出现了碳化钛—氧化铝双涂层硬质合金，把切削速度提高到250m/min。
1981年又出现了碳化钛-氧化铝-氮化钴三涂层硬质合金，使切削速度提高到300m/min。
在高速钢基体上刀具涂层多为TiN，常用物理气相沉积法(PVD法)涂覆，一般用于钻头、丝锥、铣刀、滚刀等复杂刀具上，涂层厚度为几微米，涂层硬度可达80HRC，相当于一般硬质合金的硬度，耐用度可提高2—5倍，切削速度可提高20%-40%o
硬质合金的涂层是在韧性较好的硬质合金基体上，涂覆一层几微米至十几微米厚的高耐磨、难熔化的金属化合物，一般采用化学气相沉积法(CVD法)。
我国株洲硬质合金厂生产的涂层硬质合金的涂层厚度可达9µm，表面硬度可达2500-4200HV。
目前各工业发达国家对涂层刀具的研究和推广使用方面发展非常
迅速。
处于领先地位的瑞典，在车削上使用涂层硬质合金刀片已占到70%-80%，在铣削方面已达到50%以上。
但是涂层刀具不适宜加工高温合金、钛合金及非金属材料，也不适宜粗加工有夹砂、硬皮的锻铸件。
四金刚石刀具
金刚石刀具分为天然金刚石和人造金刚石刀具。
天然金刚石具有自然界物质中最高的硬度和导热系数c但由于价格昂贵，加工、焊接都非常困难，除少数特殊用途外(如手表精密零件、光饰件和首饰雕刻等加工)，很少作为切削工具应用在工业中。
随着高技术和超精密加工日益发展。
例如微型机械的微型零件，原子核反应堆及其它高技术领域的各种反射镜、导弹或火箭中的导航陀螺，计算机硬盘芯片、加速器电子枪等超精密零件的加工，单晶大然金刚石能满足上述要求。
近年来开发了多种化学机理研磨金刚石刀具的方法和保护气氛钎焊金刚石技术．使天然金刚石刀具的制造过程变得比较简易．因此，在超精密镜面切削的高技术应用领域．天然金刚石起到了重要作用。
20世纪50年代利用高温高压技术人工合成金刚石粉以后，70年代制造出金刚石基的切削刀具即聚晶金刚石(PCD)。
PCD晶粒呈无许许序排列状态．不具方向性，因而硬度均匀。
它有很高的硬度和导热性，低的热胀系数。
高的弹性模量和较低的摩擦系数，刀刃非常锋利。
它可加丁各种有色金属和极耐磨的高性能非金属材料，如铝、铜、镁及其合金、硬质合金、纤维增塑材料、金属基复合材料、木材
复合材料等。
三种主要金刚石刀具材料——PCD、CVD厚膜和人工合成单晶金刚石各自的性能特点为：PCD焊接性、机械磨削性和断裂韧性最高，抗磨损性和刃口质量居中，抗腐蚀性最差。
CVD厚膜抗腐蚀性最好，机械磨削性、刃口质量和断裂韧性和抗磨损性居中，可焊接性差，人工合成单晶金刚石刃口质量、抗磨损性和抗腐蚀性最好，焊接性、机械磨削性和断裂韧性最差。
金刚石刀具是目前高速切削(2500~5000m/min)铝合金较理想的刀具材料，但由于碳对铁的亲和作用，特别是在高温下，金刚石能与铁发生化学反应，因此它不宜于切削铁及其合金工件。
五立方氮化硼
立方氮化硼(CBN)是纯人工合成的材料。
它是20世纪50年代末用制造金刚石相似的方法合成的第二种超硬材料——CBN微粉。
由于CBN的烧结性能很差，直至70年代才制成立方氮化硼结块(聚晶立方氮化硼PCBN)，它是由CBN微粉与少量粘结相(Co、Ni或TiN、TiC或Al2O3)在高温高压下烧结而成。
CBN是氮化硼的致密相，有很高的硬度(仅次于金刚石)和耐热性(1300、1500度)，优良的化学稳定件(远优于金刚石)和导热性，低的摩擦系数。
PCBN与Fe族元素亲和性很低，所以它是高速切削黑色金属较理想的刀具材料。