隨著材料工業(yè)及精密機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，精密切削、超精密切削和難切削材料使用的增多，超硬刀具材料，超硬多功能刀具材料的應(yīng)用日益廣泛。超硬材料刀具具有工效高、使用壽命長和加工質(zhì)量好等特點(diǎn)，過去主要用于精加工，近幾年來由于改進(jìn)了人造超硬刀具材料的生產(chǎn)工藝，控制了原料純度和晶粒尺寸，采用了復(fù)合材料和熱壓工藝等，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，除適于一般的精加工和半精加工外，還可用于粗加工，被國際上公認(rèn)為是當(dāng)代提高生產(chǎn)率最有希望的刀具材料之一。利用超硬材料加工鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金等零件，其切削速度可比硬質(zhì)合金高一個數(shù)量級，刀具壽命可比硬質(zhì)合金高幾十、甚至幾百倍。同時它的出現(xiàn)，還使傳統(tǒng)的工藝概念發(fā)生變化，利用超硬刀具常常可直接以車、銑代磨（或拋光），對淬硬零件加工，可用單一工序代替多道工序，大大縮短工藝流程。
超硬刀具材料應(yīng)用前景廣闊
超硬刀具材料是一種先進(jìn)的刀具材料，在生產(chǎn)中有著廣闊的應(yīng)用前景。人造超硬刀具材料，目前單晶的向粗顆粒、高強(qiáng)度、多功能方向發(fā)展。美國GE公司現(xiàn)可工業(yè)生產(chǎn)出6克拉重的人造金剛石（約10mm），最大顆粒達(dá)11.14克拉重。PCD則向大直徑、細(xì)粒度、高抗沖擊、高熱穩(wěn)定性方向發(fā)展。
PCD最大直徑已可達(dá)74mm，然后用激光切割成所需的任何形狀。PCD顆粒的商品尺寸為2～25μm；顆粒越細(xì)，切削刃的質(zhì)量越好；顆粒越大，刀具使用壽命越長。DeBeers公司生產(chǎn)的PCBN產(chǎn)品，最大直徑為101.6mm，可加工70HRC的高硬度材料。此外，據(jù)英國專利介紹，英國還研制出一種在PCD和PCBN刀片外表面上用CVD法沉積一層鎳、銅、鈦、鈷、鉻、鉭的混合物，以及氮化鈦或碳化鈦的防護(hù)涂層，其耐磨性可比普通PCD和PCBN刀片高4倍。
CVD金剛石薄膜和厚膜是近幾年新研制出的功能性材料，盡管至今生產(chǎn)還未形成規(guī)模，但因其性能優(yōu)異，有著廣泛的用途。
天然和人工合成的單晶金剛石，以及PCD和TFD之間存在著相互交叉的應(yīng)用領(lǐng)域，它們在一定程度上能相互補(bǔ)充，須根據(jù)不同具體情況，特別是性能價格比加以選用。預(yù)計在新世紀(jì)，超硬刀具材料CBN和金剛石將得到更多的應(yīng)用，可能會發(fā)現(xiàn)制造出嶄新的刀具材料的品種，具有更優(yōu)異的性能。據(jù)Lellond公司介紹，他們開發(fā)了一種由陶瓷＋CBN的超硬復(fù)合材料，它兼有陶瓷和CBN兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，是高速加工高硬耐磨鑄鐵的理想材料。又如，用石墨原料合成的金剛石聚晶體，而當(dāng)今的金剛石為C12，已有研究，同位素C13和C60則更為堅硬。前幾年，武漢大學(xué)研制出一種C3N4/TiN薄膜，亦具有超硬材料性質(zhì)，用其涂覆在高速鋼鉆頭上，可使鉆頭壽命大大提高?？梢灶A(yù)料，今后隨著各種新型難切削材料應(yīng)用的增多，必將促進(jìn)超硬刀具材料進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。
