超硬刀具是现代工程材料的加工在硬度方面提出的更高要求而应运而生，20世纪的后40年中有了较大的发展。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的硼化物，晶体结构为面心立方体;而金刚石由碳元素转化而成，其晶体结构与立方氮化硼相似。它们的硬度大大高于其他物质。

　　现代刀具材料高速钢、硬质合金、陶瓷的主要硬质成分是碳化物、氮化物、氧化物。例如，高速钢是加入了合金成份(W、Mo等)的碳化铁;硬质合金主要是碳化物、氮化物和碳氮化物:陶瓷则是氧化物和氮化物。这些化合物的硬度最高达3000HV，加上粘结物质其总体硬度在2000HV以下。对于现代工程材料的加工，在某些情况下，上述刀具材料的硬度已不敷使用，于是超硬刀具材料便应运而生。 在几千年前，人类就已经发现和使用天然金刚石;而人造金刚石的制造和应用则是上一个世纪中的事。氮化硼都是人造的。在20世纪后期，人造金刚石和立方氮化硼两种超硬材料得到了飞跃的发展。人造金刚石以往多在高温、高压(热压法)条件下形成，称为PCD，后来又出现了其他制造方法。PCD人造金刚石的研究始于1940年，1954年美国正式宣告此种金刚石研制成功，1957年开始工业生产。瑞典于1953年宣告成功，1962年开始工业生产。到1969年，全世界人造金刚石产量为4000万克拉(carat);当时天然金刚石年产量为4400万克拉。1963年中国宣告PCD制造成功。1996年，中国人造金刚石产量达2.4亿克拉，出口6~8.5千万克拉。90年代末，中国年产量达5亿克拉，居全世界首位。最大的外国公司年产人造金刚石近年也达1亿克拉以上。1957年，美国GE公司压出CBN(立方氮化硼)单晶粉，70年代初，制成聚晶的PCBN刀具。1972年，苏联亦制成PCBN刀具。1966年，中国研制成功单晶CBN。稍后，制成PCBN。近年，又以化学气相沉积(CVD)法制成人造金刚石。

　　国外超硬材料产业高度集中，金刚石和立方氮化硼(CBN)单晶、聚 晶、微粉、CVD膜等全系列产品90%以上集中在美国DI公司、欧洲跨国集团元素六公司等，主要采用年轮式两面顶超高压合成装置，单晶金刚石单次产量大(3000克拉)、品级高(高品级所占比例高达60%)、粒度好(达到20/25目)，产品占据高端市场；能够生产直径为100mm 的大尺寸金刚石聚晶复合片(PDC)、立方氮化硼聚晶复合片(PCBN)，应用于金刚石、CBN 刀具，在世界上处于领先地位。国外超硬材料制品产业，主要分布于欧美和日韩等发达国家，占全世界市场份额80%以上。以欧洲跨国集团泰利莱公司、德 国温特公司、法国圣戈班集团、日本旭金刚石工业株式会社为代表的国外企业，生产制造的超硬材料磨具、刀具、锯切和钻进工具等，具有超高速度、超高精度、高效率、高耐用度等特点，广泛应用于现代制造业，占据了世界高端市场。

　　人造超硬刀具材料的制造方法很多，这里主要介绍热压法和气相沉积法。热压法制造金刚石和立方氮化硼所用的设备是六面顶或两面顶的液压机。压制单晶超硬材料.需将原料置于叶蜡石的腔体中。压制PCD单晶粉的原料是石墨片，石墨片与触媒剂Ni-Mn片层叠置于腔体中;压制PCD聚晶片的原料是PCD单晶粉，加入结合剂Ni、Si、Co等;压制CBN单晶粉的原料为六方氮化硼(HBN)粉;压制PCBN聚晶片的原料为CBN单晶粉，同时需分别置人触媒剂与结合剂。热压工艺示意图见图1、图2。其压力、温度及加压时间均列于图中。加压过程中的压力与升压、终压有所不同，叶蜡石腔体中的压力与顶锤部的压力也不一样，图1、图2所示的压力是指顶锤部的压力。温度是腔温。时间是加热时间、保温时间与降温时间等过程的总和，对于各种压机，这些参数将有所不同，本文给出的数据只是一个大概的数字。 类似热压法制造PCD，还有"爆炸法"，在容器中利用炸药爆炸产生高温高压，而使石墨转化为金刚石。爆炸法的工艺和产品质量均不易控制，故很少正式使用。CVD法是一种气相沉积法。属于这种工作原理在非金刚石基底上沉积金刚石的方法很多，如"热丝法CVD法"、"电子增强CVD法"、"微波PCVD法"、"射频PCVD法"、"直流PCVD法"、"直流电弧PCVD法"、"直流等离子体喷射CVD法"、"电子回旋共振PCVD法"、"火焰燃烧法"、"准分子激光CVD法"等。"热丝CVD法"最为常用。图3为热丝CVD金刚石厚膜生长沉积技术原理示意图。原料为乙醇(酒精)、氢气和甲烷，热丝为Ta丝或W丝。加热到2000~2500℃高温的热丝及在热丝和基体间施加电压而形成的等离子体，使氢分子与含碳气体分子离解，形成原子态氢和能够形成SP3键的碳氢基团。该基团在有原子氢的作用下在适当温度的基体表面经历吸附的化学过程，去氢而形成金刚石的碳结构。控制热丝的温度及施加电压和电流密度，特别是气体的组成、生长容器的压力和基体温度，即能有效地控制膜生长的速率和成膜质量。在基体(衬底)上成厚膜后，需使膜与基体分离，并切割成一定形状的小块，再将小块钎焊在硬质合金上形成复合刀片或刀具，如图4所示。若制造CVD薄膜金刚石刀具，则在刀具直接沉积金刚石薄膜即可，膜厚仅为10μm左右。而厚膜的厚度能达0.5~0.6mm以上。

　　据杭州中经智盛市场研究有限公司发布的《2022-2026年超硬刀具市场现状调查及发展前景分析报告》显示：相较于下游的机床市场而言，我国整个切削刀具市场的行业规模已经处在一个较为稳定的水平。2017年之前基本稳定在330亿元左右，而由于刀具市场整体回暖以及下游机床领域的更新换代，推动了切削刀具市场规模进入上升区间。随着国家工业制造实力的不断发展，加工工件复杂性和困难程度持续提升，工业加工从粗放式、手动式加工向精细化、自动化加工不断演进，对加工工具的稳定性、精细程度要求不断提高。目前根据《第三届切削刀具用户调查分析报告》所披露的数据显示，超硬刀具在整个刀具行业的市场份额在10%左右，因此可以推断我国超硬刀具行业的市场规模大约在40亿元左右。

　　　根据中国机床工具工业协会工具分会的统计、调查及分析，对我国刀具市场消费总规模、进出口进行了测算。我国刀具市场总消费规模从388亿元人民币增加到421亿元，同比增长8.5%。其中，国产刀具约273亿元人民币，与增幅为9.6%，占比65%;进口刀具(境外品牌)148亿元人民币，同比增长6.5%，占比35%。国产刀具在中国市场的增长高于进口刀具。

　　　根据中国机床工具工业协会工具分会的调查及分析测算，我国刀具进口(含在中国生产并销售的境外品牌)总规模从139亿元人民币增加到的148亿元人民币，同比增长6.5%，连续两年创新高。根据中国机床工具工业协会工具分会的统计、调查及分析测算，我国刀具出口从96亿人民币增加到101亿元，同比增长5.2%，连续两年创新高。