鉆石刀具是目前超精密加工領(lǐng)域的主要切削刀具，其切削刀具一般質(zhì)量大于0.1g，最小徑長不小于2mm，可實現(xiàn)鏡面加工，可以加工出極高的工件精度和極低的表面粗糙度，切削出來的效果非常光亮，是理想的超精密加工刀具。鉆石刀具可分為天然鉆石刀具（ND刀具）和人造鉆石刀具（MCD和CVD刀具）。

  天然鉆石材料（ND）

  天然金剛石約98%屬于Ia型氮[N]（~2500ppm）天然金剛石的形成大部份是在至少25億年的巖石中產(chǎn)生，而且大約在140~200公里的地底下形成，在這個深度下的強大壓力(每平方基葉150萬磅）和極高溫度（約2800℃)造成稀有的碳原子緊密的聚集在一起，而形成的晶體結(jié)構(gòu)。經(jīng)過火山爆發(fā)，強烈的能量猛烈推擠含有金剛石的古老巖石，然后迅速的被巖漿或熔解的石頭帶到地面。由于天然鉆石刀具擁有高硬度、高耐磨性與高熱傳導系數(shù)，因此很早就被應用于制作切削工具，近年來隨著科技進度，對加工品質(zhì)與誤差的要求越來越高，天然鉆石刀具(ND刀具)被廣泛應用在光學元件加工。

  天然鉆石刀具類別

  根據(jù)不同工況所采用的設(shè)備(數(shù)控機床、CNC加工中心等)、切削工藝的不同，天然鉆石可根據(jù)需要焊接在不同的刀體上，制作成不同的切削刀具，常用的天然鉆石刀具種類有：天然鉆石刀片(單晶刀粒)、單晶金剛石車刀、單晶銑刀、單晶倒角刀、天然鉆石高光刀、單晶球銑刀等。

  天然鉆石刀具的性能特點

  （1）單晶金剛石刀具具有極高的硬度（10000HV），從而獲得良好的耐磨性；

  （2）單晶金剛石刀具的切削刃可以磨得非常鋒利，切削時不宜粘刀和產(chǎn)生積屑瘤，可進行超薄切削和超精密加工；

  （3）摩擦系數(shù)低，加工時變形小，可減小切削力；

  （4）刃口在800倍No ** rski（尼康）顯微鏡下觀察無缺陷，加工有色金屬時表面粗糙度可達Rz0.1～0.05μm， 被加工工件的形狀精度控制50nm以下；

  （5）采用精選的單晶金剛石刀具顆粒，一致性好，使用壽命是硬質(zhì)合金刀具的100倍，甚至幾百倍。

  天然鉆石刀具使用注意事項

  為了提高刀具的使用壽命和避免不必要的問題，在使用時請注意以下幾點：

  1、不可使用手指或其他物體直接觸碰鉆石刀尖，只可接觸工件；

  2、由于鉆石刀具硬而脆的特性，時進給量請先從小到大，進給速度從慢到快，切削用量以不超過0.05mm為宜。較高的切削速度可以減小切削力，而低速切削會增大切削力，從而加速刀具崩刃失效，因此采用天然鉆石刀具加工時切削速度不宜過低，在使用時，可與刀具工程師提前溝通確認切削參數(shù)；

  3、天然鉆石刀具脆性大，刀刃非常鋒利，收到?jīng)_擊時容易產(chǎn)生崩刃，因此盡可能在平衡、無振動的工作條件下使用。同時應避免在靜止狀態(tài)下使單晶金剛石刀具與工件或其他硬物接觸，以防止碰上刀具刃口，應避免在切削時刀具未離開工件的情況下停機。

  4、及車削過程中，請注意刀具不可車削黑色金屬(鐵系金屬)，可以接觸非有色金屬(金銀銅鋁等)及塑料等。車削過程中碰到黑色金屬，刀具極有可能出現(xiàn)崩刃、斷裂甚至直接報廢的情況。

  5、在使用過程中，如果出現(xiàn)磨損，可通過顯微鏡檢測，如果在可修磨范圍內(nèi)，可反復修磨多次重復使用節(jié)約成本，如果超出了可測量磨損范圍，則需要更換刀具。