金剛石是碳的同素異構(gòu)體之一,，是迄今為止自然界發(fā)現(xiàn)的最硬的一種材料,。天然金剛石作為切削刀具已有上百年的歷史了,，但由于資源的稀缺性，限制了其推廣應(yīng)用,。自從出現(xiàn)了人工合成的金剛石,，其在切削加工中才被人們廣泛關(guān)注,，并發(fā)展出了聚晶金剛石和涂層金剛石等刀具產(chǎn)品,，并在金屬與非金屬加工中得以較為廣泛的應(yīng)用。近年來,，隨著數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用和數(shù)控加工技術(shù)的迅速發(fā)展,，可實(shí)現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性,、長壽命加工的金剛石刀具的應(yīng)用日漸普及,，金剛石刀具已成為現(xiàn)代數(shù)控加工中不可缺少的重要工具之一。

金剛石刀具的種類

金剛石刀具材料的性能特點(diǎn)如下：

1)極高的硬度和耐磨性,。天然金剛石的顯微硬度達(dá)10000HV,金剛石具有極高的耐磨性,，天然金剛石的耐磨性為硬質(zhì)合金的80~120倍，人造金剛石的耐磨性為硬質(zhì)合金的60~80倍,。加工高硬度材料時,，金剛石刀具的壽命為硬質(zhì)合金刀具的10~100倍，甚至高達(dá)幾百倍,。

2)各向異性的問題,。單晶金剛石晶體不同晶面及晶向的硬度、耐磨性,、微觀強(qiáng)度,、研磨加工的難易程度以及與工件材料之間的摩擦系數(shù)等相差很大，因此,，設(shè)計(jì)和制造單晶金剛石刀具時,，必須正確選擇晶體方向，對金剛石原料必須進(jìn)行晶體定向,。金剛石刀具的前,、后面的選擇是設(shè)計(jì)單晶金剛石刀具的一個重要問題。聚晶金剛石刀具材料可克服單晶金剛石的各向異性缺陷,。

3)摩擦系數(shù),。金剛石刀具具有很小的摩擦系數(shù)。金剛石與一些有色金屬之間的摩擦系數(shù)比其他刀具都小,，約為硬質(zhì)合金刀具的一半,。通常在0.1~0.3之間,。如金剛石與黃銅、鋁和純銅之間的摩擦系數(shù)分別為0.1,、0.3和0.25,。對于同一種加工材料，天然金剛石刀具的摩擦系數(shù)低于人造金剛石刀具,。摩擦系數(shù)小,，則切削加工變形小，可減小切削力,。

4)切削刃非常鋒利,，加工表面粗糙度值很小。金剛石刀具的切削刃可以磨得非常鋒利,，切削刃鈍圓半徑r一般可達(dá)0.1~0.5μm,。天然單晶金剛石刀具可高達(dá)0.002~0.008μm。因此,，天然金剛石刀具能進(jìn)行超薄切削和超精密加工,。加工表面的表面粗糙度值可達(dá)Ra0.1~0.3μm,高的可達(dá)Ra0.001μm。

5)優(yōu)異的導(dǎo)熱性,。金剛石具有很高的導(dǎo)熱性,。金剛石的熱導(dǎo)率為硬質(zhì)合金的1.5~9倍，為銅的2~6倍,。由于熱導(dǎo)率及熱擴(kuò)散率高,，切削熱容易散出，刀具切削區(qū)域溫度低,。

6)較低的熱膨脹系數(shù)和較大的彈性模量,。金剛石的熱膨脹系數(shù)比硬質(zhì)合金小，約為高速鋼的1/10,。因此金剛石刀具不會產(chǎn)生很大的熱變形,，即由切削熱引起的刀具尺寸的變化很小，同時較大的彈性模量使切削刃不易變形,，這對尺寸精度要求很高的精密和超精密加工來說尤為重要,。