1 概述

　　自1955年美國GE公司采用高溫高壓的方法獲得人造金剛石以來，引起全世界的關(guān)切，尤其是對缺乏天然金剛石礦藏的國家具有巨大的吸引力。1957年以高溫高壓的方法合成了立方氮化硼。(CBN)。這些人造材料大大地豐富了材料寶庫，特別有利于切削工具的發(fā)展。當(dāng)時這些材料在機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/加工領(lǐng)域的主要用途是作磨料。經(jīng)過20多年的努力，1977年GE公司又成功地開發(fā)了金剛石燒結(jié)體(PCD)和CBN燒結(jié)體(PCBN)，并制造成刀片，使人造超硬材料的用途進(jìn)一步擴(kuò)展，由磨削擴(kuò)展到了切削。

　　更可喜的是大顆粒的單晶金剛石和單晶CBN的合成，為取代天然金剛石創(chuàng)造了條件。據(jù)資料表明，當(dāng)前已經(jīng)合成的人造單晶金剛石中，最大的竟重達(dá)34.2克拉，但是要實(shí)際應(yīng)用尚有待進(jìn)一步的研究、探索，而且現(xiàn)在的成本也昂貴。

　　我國在人造金剛石方面的發(fā)展也十分迅速，據(jù)統(tǒng)計，1993年全世界的產(chǎn)量為9億克拉，而我國已達(dá)到2.1～2.3億克拉，居世界首位。這表明我國在這個領(lǐng)域的潛力相當(dāng)大。這門技術(shù)的發(fā)展為推動超硬材料在我國的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了前提。

　　化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)技術(shù)的突破，對切削工具的發(fā)展來說是一次革命，先是涂復(fù)各種陶瓷材料，而今發(fā)展到了類金剛石膜、金剛石膜、和CBN膜的超硬材料的涂層。這種發(fā)展幾乎使所有切削工具相應(yīng)地提高了表面硬度。而今氣相沉積技術(shù)依然在發(fā)展，就金剛石而言，已從薄膜向厚膜擴(kuò)展，其沉積的速度由一般的每小時數(shù)微米發(fā)展到了最大每小時0.93mm。
今天科技在飛速發(fā)展，新材料大量涌現(xiàn)，其中相當(dāng)一部分是高合金鋼、高硅鋁合金、高強(qiáng)度的復(fù)合材料、這些都屬于難切削材料，如宇航工業(yè)常用的Inconel718鎳基合金即為一例。由于超硬材料的發(fā)展，便大大緩解了這些材料難加工的局面。

　　當(dāng)前，工業(yè)發(fā)達(dá)的國家已將這些新材料的研究成果迅速地應(yīng)用到了制造行業(yè)，從而提高了生產(chǎn)率，特別是歐美和日本。我國雖然在這方面有了長足的進(jìn)步，但是在提高和應(yīng)用上存在著相當(dāng)大的差距。面對21世紀(jì)的挑戰(zhàn)，人造金剛石、人造CBN等超硬材料必將發(fā)揮出巨大的作用，人們可以拭目以待。

　　2 金剛石、超硬材料的特性與作用

　　天然單晶金剛石是世界上最硬的物質(zhì)，所以作為磨料和切削工具，其性能是無與倫比的，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，也無法檢測，直到現(xiàn)在還沒有一種材料能取而代之，利用它來切削加工，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。