超硬材料是指以金剛石為代表的具有很高硬度物質(zhì)的總稱(chēng)。超硬材料的范疇雖沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的規(guī)定，但人們習(xí)慣上把金剛石和硬度接近于金剛石硬度的材料稱(chēng)為超硬材料。

金剛石

        金剛石是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的最硬的一種材料。金剛石刀具具有高硬度、高耐磨性和高導(dǎo)熱性等性能，在有色金屬和非金屬加工中得到廣泛的應(yīng)用，尤其在鋁和硅鋁合金高速切削加工中，如轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、變速箱和各種活塞等的加工中，金剛石刀具是難以替代的主要切削刀具。近年來(lái)，由于數(shù)控機(jī)床的普及和數(shù)控加工技術(shù)的高速發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命加工的金剛石刀具的應(yīng)用日漸普及。金剛石刀具現(xiàn)在和將來(lái)都是數(shù)控加工中不可缺少的重要刀具。

        立方氮化硼(CBN) 立方氮化硼是氮化硼的同素異構(gòu)體，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度高達(dá)8000～9000HV，耐熱度達(dá)1400℃，耐磨性好。近年來(lái)開(kāi)發(fā)的多晶立方氮化硼(PCBN)是在高溫高壓下將微細(xì)的CBN顆粒通過(guò)結(jié)合相燒結(jié)在一起的多晶材料，既能勝任淬硬鋼(45~65HRC)、軸承鋼(60~64HRC)、高速鋼(63~66HRC)、冷硬鑄鐵的粗車(chē)和精車(chē)，又能勝任高溫合金、熱噴涂材料、硬質(zhì)合金及其他難加工材料的高速切削加工。

         陶瓷刀具 陶瓷刀具是最有發(fā)展?jié)摿Φ牡毒咧�一，目前已引起世界工具界的重視。在工業(yè)發(fā)達(dá)的德國(guó)，約70%加工鑄件的工序是由陶瓷刀具來(lái)完成的，而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具總量的8%~10%。由于數(shù)控機(jī)床、高效無(wú)污染切削、被加工材料硬等因素，迫使刀具材料必須更新?lián)Q代，陶瓷刀具正是順乎潮流，不斷改革創(chuàng)新，在Al2O3陶瓷基體中添加20%~30%的SiC晶液制成晶須增韌陶瓷材料，SiC晶須的作用猶如鋼筋混凝土中的鋼筋，它能成為阻擋或改變裂紋擴(kuò)展方向的障礙物，使刀具的韌性大幅度提高，是一種很有發(fā)展前途的刀具材料。為了提高純氧化鋁陶瓷的韌性，加入含量小于10%的金屬，構(gòu)成所謂金屬陶瓷，這類(lèi)刀具材料具有強(qiáng)大的生命力，正以強(qiáng)勁勢(shì)頭向前發(fā)展，也許將來(lái)會(huì)自成一系，成為刀具材料家族新成員。 陶瓷刀具的主要原料是Al2O3、SiO2、碳化物等，它們是地殼中最富足的資源，發(fā)展此類(lèi)刀具不存在原料來(lái)源問(wèn)題。 因此，開(kāi)發(fā)應(yīng)用陶瓷刀具有重要的戰(zhàn)略意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。 由于切削加工機(jī)床和切削技術(shù)的突飛猛進(jìn)，迫使刀具被動(dòng)式同步。刀具材料的發(fā)展趨勢(shì)，是向著高效率、高速度、高壽命方向發(fā)展。在各種刀具材料的發(fā)展中，硬質(zhì)合金(包括涂層硬質(zhì)合金)一枝獨(dú)秀；HSS將進(jìn)一步萎縮； HSS-E增幅緩慢；HSS-PM將有長(zhǎng)足的進(jìn)步；DH還會(huì)繼續(xù)膨脹擾亂市場(chǎng)，不過(guò)好景不長(zhǎng);超硬刀具材料有廣闊的發(fā)展空間，將繼續(xù)擴(kuò)大應(yīng)用比例。形成了以硬質(zhì)合金為主線，各種材料既有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用范圍，又互相發(fā)展、互相競(jìng)爭(zhēng)，又相互有所取代補(bǔ)充的整體格局。