在精密超精密加工领域天然金刚石刀具的作用十分关键,目前天然金刚石刀具的主要制造方法仍为机械刃磨法,机械刃磨法的加工效率高,但加工出的刀具常会有微观缺陷,如崩刃、表面存在微沟槽等;而且金刚石刀具机械刃磨后形成的几纳米到十几纳米的刃口强度也很低,在切削中抵抗工件对切削刃的冲击性能差,切削稳定性差,此外刀具表面由机械研磨产生的损伤区域容易扩展,刀具会快速磨损,在切削刃上形成较大缺口,导致刀具早期失效而不能继续使用。因此研究新的天然金刚石刀具后处理工艺是快速获得优异切削刃质量的关键。本课题的主要研究内容是通过机械化学方法进行圆弧刃天然金刚石刀具切削刃的钝化,以获得无缺陷、切削刃锋利度一致性好、切削刃具有高强度的高质量圆弧刃天然金刚石刀具。课题主要研究内容分为三个部分,分别是天然金刚石刀具机械化学钝化机理研究、天然金刚石刀具机械化学钝化工艺研究、天然金刚石刀具钝化前后切削性能研究。首先确定了钝化工艺方法,并研究了金刚石刀具刃口钝化相关的数据处理方法;根据基础实验结果,确立了金刚石刀具刃口形状评价指标。完成对机械化学钝化工艺的机理分析,并利用预实验进行了验证;根据预实验结果,考虑到机械化学钝化方法仍以机械作用为主,推导了天然金刚石刀具刃口表面微观抗拉强度分布模型,并通过钝化实验验证了理论模型的正确性。接着利用天然金刚石刀具机械化学钝化工艺系统深入开展了机械化学钝化工艺参数的影响研究,主要包括机床主轴旋转方向、钝化时间、主轴仰角、主轴转速等对刃口钝化质量的影响。并结合提出的刃形参数等评价指标,利用刃口表面微观抗拉强度分布的理论计算结果,深入解析了刃口钝化质量变化规律的产生原因,确定了钝化工艺的优选参数组合,使用优选的钝化工艺参数组合对金刚石刀具刃口进行钝化处理,可以获得极高的钝化速率。最后,分析了天然金刚石刀具钝化前后切削性能的变化,包括刃口楔角、切削刃钝圆半径、切削刃缺陷对切削性能的影响,并利用机械化学钝化工艺制备出的刀具进行了超精密车削实验,使用不同钝化工艺参数处理的天然金刚石刀具车削细晶铝合金6061工件,通过实验研究了钝化处理后的刀具切削性能提升情况。