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浅谈超硬刀具材料的
发展与应用
[摘要]随着材料工业及精密机械工业的发展，精密切削、超精密切削和难切削材料使用
的增多，超硬刀具材料的应用日益广泛。本文通过分析超硬刀具材料的发展状况，对主要品
种的应用进行探讨。
[关键词]超硬刀具 刀具材料 金刚石
一、超硬刀具材料发展概况
超硬刀具材料是指天然金刚石及硬度、性能与之相近的人造金刚石和
CBN(立方氮化硼)。
由于天然金刚石价格比较昂贵，所以生产上大多采用人造聚晶金刚石
(PCD)、聚晶立方氮化
硼
(PCBN)以及它们的复合材料。
早在
20 世纪 50 年代，美国就利用人造金刚石微粉和 CBN 微粉在高温、高压、触媒和结
合剂的作用下烧结成尺寸较大的聚晶块作为刀具材料。之后，南非戴比尔斯
(DeBeem)公司、
前苏联和日本也相继研制成功。
20 世纪 70 年代初又推出了金刚石或 CBN 和硬质合金的复
合片，它们是在硬质合金基体上烧结或压制一层
0.5mm～1mm 的 PCD 或 PCBN 而成，从
而解决了超硬刀具材料抗弯强度低、镶焊困难等问题，使超硬刀具的应用进入实用阶段。
我国超硬刀具材料的研究与应用开始于上个世纪
70 年代，并于 1970 年在贵阳建造了
我国第一座超硬材料及制品的专业生产厂第六砂轮厂，从
1970―1990 年整整 20 年中，超
硬材料年产量从仅
46 万克拉增至 3500 万克拉。上个世纪 90 年代前后，不少超硬材料生产
专业厂从国外引进成套的超硬材料合成设备及技术，使产量得以迅速提高，至
1997 年，我
国人造金刚石年产量就已达到
5 亿克拉左右，CBN 年产量达 800 万克拉，跃居世界超硬材
料生产大国之首。
金刚石具有极高的硬度和耐磨性，其显微硬度可达
10000HV，是刀具材料中最硬的材
料。同时它的摩擦系数小，与非铁金属无亲和力，切屑易流出，热导率高，切削时不易产生
积屑瘤，加工表面质量好，能有效地加工非铁金属材料和非金属材料，如铜、铝等有色金属
及其合金、陶瓷、末烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃
和各种耐磨的木材
(尤其是实心木和胶合板等复合材料)。
金刚石的缺点是韧性差，热稳定性低。
700 一 800
℃时容易碳化，故不适于加工钢铁材
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