Trong số các vật liệu siêu cứng, kim cương là một loại, còn loại kia là nitrua bo lập phương. Sau khi trải qua một loạt các công đoạn gia công và xử lý, hai loại vật liệu siêu cứng này có thể được chế tạo thành các loại dụng cụ khác nhau hoặc được sử dụng trực tiếp để sản xuất các thiết bị chức năng, được gọi chung là sản phẩm từ vật liệu siêu cứng. Ở đây, chúng ta sẽ tập trung nói về một trong số đó — dụng cụ mài kim cương.
Kim cương có thể được chia thành hai loại: tự nhiên và nhân tạo. Đây là chất liệu cứng nhất và có khả năng khúc xạ ánh sáng mạnh nhất, do đó những viên kim cương tự nhiên cỡ lớn từ lâu đã được mệnh danh là “Vua của các loại đá quý”. Kim cương còn sở hữu các đặc tính ưu việt như độ bền, độ dẫn nhiệt, tốc độ âm thanh cao nhất trong số các vật liệu đã biết, hệ số ma sát trượt thấp, tính ổn định hóa học, tính kỵ nước, tính ổn định nhiệt và hiện tượng graphit hóa, giúp kim cương có thể được chế tạo thành các công cụ phục vụ nhiều mục đích khác nhau. Chủ yếu bao gồm các loại sau: dụng cụ cưa, dụng cụ khoan, dao cắt siêu cứng, dụng cụ mài và khuôn kéo sợi.
Đá mài kim cương là loại dụng cụ mài hình tròn có lỗ thông ở giữa, được chế tạo từ nguyên liệu là hạt mài kim cương, kết hợp với các chất kết dính như bột kim loại, bột nhựa, gốm sứ hoặc kim loại mạ điện. Cấu trúc của đĩa mài kim cương thường bao gồm ba phần: lớp làm việc, lớp nền và lớp chuyển tiếp. Lớp làm việc còn được gọi là lớp kim cương, bao gồm hạt mài, chất kết dính và chất độn, là phần làm việc chính của đĩa mài. Lớp chuyển tiếp còn được gọi là lớp không kim cương, bao gồm chất kết dính, bột kim loại và chất độn, là phần kết nối chắc chắn lớp kim cương với lớp nền. Lớp nền dùng để đỡ lớp hạt mài và khi sử dụng được kẹp chặt vào trục chính của máy mài bằng đĩa bích. Đối với sản phẩm sử dụng chất kết dính kim loại, thường chọn thép hoặc bột thép hợp kim làm lớp nền; đối với chất kết dính nhựa, thường chọn hợp kim nhôm hoặc gỗ điện làm lớp nền. Được gia công từ nhôm, thép hoặc bần, có chức năng hỗ trợ lớp làm việc và kẹp dụng cụ mài. Chất lượng hình thành của đĩa mài và độ chính xác khi sử dụng đều có mối quan hệ rất lớn với vật liệu nền.
Đầu mài kim cương là một loại dụng cụ mài dành cho các vật liệu phi kim loại như đá, gốm sứ, v.v., đặc biệt là loại dụng cụ mài có phần mài làm từ hợp kim kim cương. Nó bao gồm một đế và một số phần mài, trong đó các phần mài được cố định xen kẽ trên đế; trên bề mặt mài của đầu mài, các phần mài cũng được bố trí xen kẽ, trong đó, thân đế tốt nhất nên được làm từ vật liệu kết dính có độ dẻo dai nhất định, còn các hạt mài tốt nhất nên được làm từ vật liệu hợp kim kim cương. Mẫu sáng chế này có các đặc điểm như hiệu suất mài cao, quy trình sản xuất đơn giản và chi phí thấp, chất lượng gia công mài cao và có thể áp dụng cho gia công mài quy mô lớn.
Các sản phẩm mài mòn kim cương linh hoạt là loại dụng cụ mài phủ mới được nghiên cứu và sản xuất từ nguyên liệu kim cương nhân tạo, nitrua bo lập phương cùng công nghệ tiên tiến, kết hợp cả hai ưu điểm của dụng cụ mài phủ truyền thống và dụng cụ mài siêu cứng. Các sản phẩm mài siêu cứng linh hoạt bao gồm: băng mài, ống mài, đĩa mài, tấm mài, miếng mài bằng bọt biển và nhiều dạng khác. Các sản phẩm kim cương linh hoạt và boron nitride hình lập phương được ứng dụng rộng rãi trong việc mài và đánh bóng các vật liệu cứng như đá, kính, gốm sứ, vật liệu tổng hợp, hợp kim cứng, kim loại màu và hợp kim sắt. Do vật liệu mài siêu cứng có độ cứng cao và độ bền nén đơn hạt cao, nên chúng có các ưu điểm như hiệu suất mài cao, nhiệt độ mài thấp, chất lượng bề mặt chi tiết tốt và hiệu suất mài ổn định. Băng mài kim cương đã được chứng minh là có hiệu quả chi phí rất tốt khi sử dụng trên kính ô tô và kính cao cấp, nó có lực mài, lực bám dính tốt hơn so với đĩa mài kim cương truyền thống, cùng với khả năng tản nhiệt và loại bỏ mạt tốt hơn.
Dụng cụ cắt bằng kim cương chủ yếu đề cập đến các loại lưỡi cưa cắt kim cương, bao gồm lưỡi cưa tròn, lưỡi cưa răng cưa, lưỡi cưa băng và lưỡi cưa dây. Chúng chủ yếu được sử dụng để cắt các vật liệu phi kim loại như đá cẩm thạch, đá hoa cương và bê tông.
Các dụng cụ khoan chủ yếu bao gồm mũi khoan địa chất bằng kim cương nhân tạo, mũi khoan giếng dầu (khí) và mũi khoan công trình thành mỏng, được sử dụng lần lượt trong thăm dò địa chất, thăm dò và khai thác dầu (khí) cũng như khoan các loại công trình xây dựng. Trong ứng dụng công nghiệp của kim cương nhân tạo, mũi khoan địa chất là một trong những sản phẩm chính. Các loại mũi khoan có thể được phân loại thành: mũi khoan lấy lõi; mũi khoan toàn mặt cắt; mũi khoan công trình, v.v. Trong đó, mũi khoan lấy lõi trong thăm dò địa chất được ứng dụng rộng rãi nhất, loại mũi khoan này lại có thể chia thành mũi khoan gắn kim cương bên trong và mũi khoan gắn kim cương bên ngoài, phương pháp chế tạo bao gồm phương pháp ép nóng, phương pháp ngâm tẩm, phương pháp ép lạnh và phương pháp mạ điện.
