金刚石工具在有色金属和耐磨材料的加工和应用中具有优异的适应性。在工具材料中，金刚石是最硬的。在合适的加工条件下，金刚石的使用寿命比高速钢、硬质合金、陶瓷和聚晶立方氮化硼都要长。它也有缺点，就是一般不适合加工黑色金属材料。然而，在高速大规模生产中，金刚石往往是加工铝和石墨等材料的最有效工具。在使用金刚石工具时，用户可以有两种选择：一种是聚晶金刚石(PCD)，另一种是更新的化学气相沉积(CVD)金刚石。已经证明聚晶金刚石具有天然金刚石的硬度、强度和耐磨性，但对天然金刚石的破碎不敏感。它是由人造金刚石颗粒在高温高压下聚合而成。在该方法中，多晶颗粒整体结合到硬质合金基底上，以提高机械强度和抗冲击性。按照GE公司超级磨料部门的说法，PCD非常适合铝的高速切割，尤其是表面粗糙度好的场合。在加工高耐磨材料时也表现出优异的性能。一般情况下，推荐使用PCD切割高硅铝合金，也可用于加工黄铜、紫铜、青铜和硬质合金。使用的工序包括车削、镗削、仿形、开槽、铣削和孔加工。一般来说，由于金刚石和铁之间的化学作用，PCD不适合加工含铁材料。但它可以处理双金属材料的加工，包括铝和铸铁的结合。例如，某汽车零部件供应商加工铝铸铁双金属缸体时，使用直径305mm的刀夹式面铣刀，刀尖圆弧2.36mm，抛光刀，切削速度304.8m/min，进给量0.10mm/齿，切削深度5mm，仅加工5000个缸体，刀片就需要分度一次。GE的应用规划经理认为，PCD的应用是由量产行业(主要是汽车行业)铝件加工速度的不断提高所推动的。与此同时，为了降低重量和成本，汽车制造商正在评估金属基复合材料，这些材料都需要进行PCD加工。他说：“这种材料用硬质合金工具是加工不出来的。”据多晶产品的生产经理介绍，尽管PCD的发展成就已经非常可观，但GE公司的超级磨料部门仍在继续努力，以进一步提高其耐磨性。PCD刀具在应用范围和生产效率方面给加工过程带来很多好处。虽然金刚石是现有材料中最硬的材料，但其材料特性和韧性仍需进一步研究。提高PCD韧性的因素之一是添加钴使其进入随机和非定向排列的金刚石颗粒之间。此外，硬质合金基体还可以对金刚石磨料层起到机械支撑作用，从而提高抗冲击性，有利于工具制造中的钎焊。PCD的另一个优势是现有品牌系列可以满足任何有色金属加工的需要。一般来说，细粒金刚石用于被加工材料耐磨性低，表面粗糙度很高的场合；中粒金刚石一般作为机加工的通用品牌；粗金刚石用于特殊耐磨材料的粗加工，但对表面粗糙度要求不高。使用PCD工具降低成本和提高性能的例子。材料4227铝(含5.5% ~ 7%硅)-。PCD刀片：12.7mm正方形，10片；前角度5，刀片后角度11。
原装碳化钨硬质合金，20前角，25后角。有冷却切割工具-PCD 80美元，6美元WC -nbsp; 分难到每个工件，降低85% --------------------------------------------------------- 金刚石族的新成员 化学气相沉积（VCD）金刚石，是一种高抗磨性的纯金刚石材料，不含粘接剂。金刚石沉积分为两种形式：一种是厚膜金刚石，沉积成整体的、单独的薄片，然后切割成所需尺寸；另一种是薄膜金刚石，沉积在硬质合金刀片或回转式刀具上。 迄今为止，CVD金刚石最有前景的用途是加工石墨。但是，Norton Diamond Film公司却正在出售各种用途的CVD金刚石用于加工有色金属、塑料和复合材料。Norton公司的应用技术经理认为，CVD金刚石几乎适用于全部有色金属。在高硅铝合金的断续切削以及预烧结硬质合金、黄铜、紫铜和碳纤维材料的加工中，正在取得良好的结果。Norton公司还相信：CVD金刚石在加工很宽范围的铝合金材料（包括6061及其他）时，能够和PCD旗鼓相当。 Norton公司应用技术经理还认为，CVD金刚石和PCD相比，主要优点在切削刃的品质。虽然CVD也是聚晶，但它不含钴粘结剂，是纯金刚石，所以切削刃是连续的。这样就能采用有较高的切削速度并获得较好的表面粗糙度，因为刀具不易变热。他还坚信，积屑瘤对CVD金刚石不构成问题。 按Norton公司的资料，CVD金刚石的导热性比PCD高50%。其原因是CVD刀片为整体金刚石，可以立即把热量导出。而PCD刀片的热传导要穿过钴-金刚石复合体，导热性就差一些。 CVD金刚石还具有较低的摩擦系数。硬质合金和PCD都会粘结工件材料，CVD金刚石则不粘。与此同时，低摩擦系数还使CVD金刚石刀具能承受较大的切削负荷，从而使切削更快速、更有效。 CVD金刚石在使用中呈现热稳定性和化学稳定性。而PCD和硬质合金在这方面就受到含有金属成分粘结剂的影响。把CVD金刚石放进盐酸里，什么都不会发生。但若把PCD金刚石放进去，酸会吃掉钴结合剂。这就意味着CVD金刚石能经受住某些材料在加工中生成酸的侵袭，例如酚醛树脂、尿脘橡胶、降碳酸酯等。 虽然所有形态的金刚石（包括PCD）在高温时都要和黑色金属或超级合金中的一些成分发生化学反应，但是众所周知，对多数材料而言金刚石仍具有化学惰性。PCD和硬质合金因为含有钴结合剂，切削温度高时会发生化学稳定性降低现象。CVD金刚石不含结合剂，就避开了这种现象。此外，CVD金刚石还有良好的润滑性和导热性，使它具备了在高速和干式切削中使用的关键优势。 CVD金刚石最后一项优点是：即使在切削温度很高时，仍保持高硬度和耐磨性。Norton公司的应用技术经理Nagy指出：“因为没有松软的钴包着金刚石，所以刀片硬度均匀一致。” 光明的前景 GE公司超级磨料部和NortonDiamond Film公司都认为：目前很多生产现场没有充分发挥金刚石的优势。原因是现在很多机床的速度和扭矩，都不足以保证刀具高效率运转。 除了机械方面的问题以外，还有一个困难问题是要说服生产工厂的人们，不要光盯着金刚石（PCD或CVD金刚石）的初置价格，而要看到它带来的成本节约和性能改善的好处。你可以让金刚石比常规刀具在更高的转速下运行（视机床性能而定），从而提高产出量。同时，换刀次数也较少。假定金刚石比硬质合金寿命高50倍~100倍，你就不经常停机了。
