常用刀具材料有高速钢（如高速钢车刀，白钢车刀）、硬质合金（硬质合金车刀，自动车刀）和陶瓷（陶瓷车刀），它们的主要硬质成分是碳化物、氮化物和氧化物。例如，高速钢是加入了合金成分（如W、Mo等）的碳化铁；硬质合金的主要成分是WC、TiC、TiCN等；陶瓷则是Al2O3和Si3N4。这些化合物的硬度最高达到3000HV，若加上粘接物质，其总体硬度则在2000HV以下。对于某些难加工材料的加工，具有上述硬度的刀具材料已不能胜任。于是超硬刀具材料便应运而生，在20世纪的后50年中得到了很大的发展。超硬材料的化学成分及其形成硬度的规律与其他刀具材料不同：立方氮化硼是非金属硼化物，晶体结构为面心立方；而金刚石则由碳元素转化而成，其晶体结构与立方氮化硼相似，它们的硬度大大高于传统刀具材料。近年来又出现了一种新型超硬刀具材料——氮化碳，其硬度亦与立方氮化硼相近。

超硬刀具材料的性能：

性能－天然金刚石－PCD金刚石－CVD金刚石－PCBN－CxNy－对比物质
硬度（HV）－10000－～8000－～9000－～5000－4000～5000－硬质合金：1100～1800
热导率（W·m-1K-1）－2000－/－/－1300－/－紫铜：393；硬质合金：35～75
杨氏模量（GPa）－1000－/－/－750－/－WC：650；TiC：330
密度（g·cm-3）－3.52－/－/－3.48－/－/
线膨胀系数（×10-6K-1）－1－/－/－2.1～2.3－/－硬质合金:5～7
断裂韧性（MPa·m0.5）－3.4－/－/－3.2～3.5－/－陶瓷:7～9
    其他性能－在空气中约660℃开始石墨化；铁元素能催进石墨化，在酸、碱中都不受浸蚀－/－/－在空气中到1300℃都不分解，与铁族元素呈惰性，在酸中不受浸蚀－在空气中高温下化学性质稳定，与刀具间附着力良好－/
    由此可见，金刚石刀具的硬度最高，PCBN和CxNy次之，均远远高于其他刀具材料；超硬刀具材料的导热性好，杨氏模量高，密度、线膨胀系数和断裂韧性都较小。但金刚石的化学性能不如PCBN和CxNy稳定。

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