金剛石是碳的同素異形體，是目前已知的最硬物質，其顯微硬度可達10000HV，同時也是目前硬度最高的刀具材料。在合適的加工條件下，金剛石刀具相比高速鋼、硬質合金、陶瓷和聚晶立方氮化硼刀具的使用壽命更長。用它加工銅、鋁等有色金屬和非金屬耐磨材料時的切削速度比硬質合金刀具高出一個數量級（例如銑削鋁合金的切削速度為3000～4000m/min，高的甚至可達7500m/min），使用壽命是硬質合金刀具的幾十甚至幾百倍。金剛石刀具過去主要用于精加工，近十幾年來通過改進生產工藝，控制原料純度和晶粒尺寸，采用復合材料和熱壓工藝等，其脆性有了重大改進，韌性提高，使用可靠性顯著改善，已經可以作為常規(guī)刀具在生產中應用，對提高工效、保證產品質量起著重要作用。
1.金剛石刀具材料性能特點
金剛石刀具的硬度和耐磨性極高、切削刃非常鋒利、刃部粗糙度值小、摩擦因數低、抗粘結性好、熱導率高、切削時不易粘刀及產生積屑瘤、加工表面質量好。在加工有色金屬時，表面粗糙度值可達Ra0.05～0.10μm，加工精度可達IT5（孔IT6）級以上，能有效地加工非鐵金屬材料和非金屬材料，如銅、鋁等有色金屬及其合金、陶瓷、未燒結的硬質合金、各種纖維和顆粒加強的復合材料、塑料、橡膠、石墨、玻璃和各種耐磨木材（尤其是實心木和膠合板、MDF等復合材料）。
金剛石刀具的缺點是韌性差，熱穩(wěn)定性低，與鐵族元素接觸時有化學反應（4C+3Fe→Fe3C4），在700～800℃時將碳化（即石墨化），一般不適用于加工鋼鐵材料。用它切削鎳基合金時，同樣也會迅速磨損。所以通常不推薦金剛石刀具加工高熔點金屬及合金。此外，金剛石刀具刃磨困難，價格昂貴。
2.金剛石刀具材料的品種分類
金剛石按其形成方式，分為天然和人造金剛石兩種。天然金剛石一般為單晶晶體，人造金剛石按其使用要求可制成單晶晶體和多晶晶體，其中應用多晶制成的金剛石刀具有聚晶金剛石（PCD）刀具和化學氣相沉積（CVD）金剛石刀具。金剛石刀具的種類如圖所示。
金剛石刀具的種類