单晶金刚石可分为自然单晶金刚石和人为合成单晶金刚石。自然金刚石俗称钻石，是人类最先发掘的一种最硬的自然矿物，优良自然金刚石多半为规整的八面体或菱形十二面体，小量为六面立方体或其余形态，淡色透亮，无杂质和弊病，具备很大的折射率。第一次产业革新期间，自然单晶金刚石刀具最先用于钟表和精湛仪器仪容轴承的呆板加工，大大抬高了加工精度。
自然金刚石刀具是将经研磨加工成确定几许形态和尺寸的单晶大颗粒型金刚石，用焊接式、黏结式、机夹式或粉末冶金法子强固在刀杆或刀体上，尔后装在精湛机床上欺诈。自然单晶金刚石刀具过程精致研磨，刃口能磨得极为尖利，刃口半径可达0.μm，能完成超薄切削。再加之它与被加工材料之间的争持系数小，抗黏结性好，热膨胀系数小及热导率高级特征，自然金刚石刀具也许加工出极高的工件精度和极低的表面粗陋度。因此，自然金刚石刀具切削也称镜面切削，自然金刚石刀具是一致公认的、愿望的和不能取代的超精湛加工刀具。暂时，自然金刚石刀具超精湛镜面切削技艺获得速即进步，紧要用于铜及铜合金、铝及铝合金以及金、银、铑等名贵金属非凡工件的超精加工，如录相机磁盘，光学平面镜、多面镜、二次曲面镜等。但由于自然金刚石不只价值昂贵，况且资本有限，货源奇缺，使其运用局限遭到束缚。
单晶金刚石用于制做切削刀具确定是大颗粒（品质大于0.1g，最小路长不得小于3mm）。
聚晶金刚石刀具（PCD）刀具人工单晶金刚石是20世纪50年头之后渐渐进步起来的，它因此石墨为原材料，介入催化剂，经高温超高压合成的。人工聚晶金刚石（PCD）是过程金属连接剂（如Co、Ni等）将金刚石微粉齐集而成的多晶体材料。人工聚晶金刚石是一种非凡的粉末冶金产物，在创造法子上效仿了向例粉末冶金中的一些法子和本领。
在烧结历程中由于增加剂的介入，使PCD晶体间造成以Co、Mo、W、WC和Ni等为紧要成份的连接桥，金刚石被强固地嵌于连接桥构成的扎实的骨架中。金属黏结剂的影响便是强固操纵金刚石，充足表现金刚石的切削效率。此外，由于晶粒在各个方位上解放散布，裂纹很难从一个晶粒传向另一个晶粒，使PCD的强度和韧性都有了很大抬高。在筛选黏结剂时须要思索下列实质。
①黏结剂与金刚石的操纵力。
②对特定的加工目标，黏结剂与金刚石的调解磨损。
③合适的创造工艺和临盆成本
自然金刚石用于制做刀具已有很长的史籍，由于自然金刚石的价值昂贵，金刚石宽泛运用于切削加工依然在聚晶金刚石（PCD）研发胜利之后，自20世纪70年头初，美国GE公司研发胜利聚晶金刚石（PCD）刀片之后，在良多形势下自然金刚石刀具已被人工聚晶金刚石所取代。即使PCD的硬度低于单晶金刚石，但PCD属于各向同性材料，使得刀具创造中不需择优定向。由于PCD连接剂具备导电性，使得PCD便于切割成形，况且成本远低于自然金刚石。PCD资料起源充盈，其价值惟独自然金刚石的几特别之一至十几分之一。因此，PCD运用远比自然金刚石刀具宽泛。
PCD刀具没法磨出极为尖利的刃口，刃口半径很难到达1μm下列，加工的工件表面品质也不如自然金刚石。因此，PCD只可用于有色金属和非金属的精切，很难到达超精湛镜面切削。跟着创造业的神速进步，PCD刀具的临盆和运用逐年增长，至2年，PCD刀具年出售额已达2.8亿美元。表2-2为国产金刚石复合片的商标和本能；表2-3为全国紧要PCD刀具的商标。
CVD金刚石刀具CVD金刚石是指用化学气相堆积法（CVD）在异质基体（硬质合金、陶瓷等）上合成金刚石膜，CVD金刚石具备与自然金刚石齐全雷同的机关与特征。自从20世纪70年头末至80年头初，CVD金刚石技艺在日本呈现以来，越来越遭到西方发财国度的高度关心，在探索和运用范围做了洪量做事，使得该技艺进步特别速即，日益老练，况且这一技艺已速即运用到切削刀具上来，CVD金刚石刀具不只直接打击粉涂层硬质合金刀具和陶瓷刀具的商场，况且还成为PCD刀具强有力的比赛敌手。年，师姐金刚石膜的总须要量到达20.5亿美元，而此中金属切削加工用CVD金刚石膜刀具商场最大，达8.0亿美金。
CVD金刚石不含任何金属或非金属增加剂，因此，CVD金刚石的本能与自然金刚石特别凑近，兼具单晶金刚石和聚晶金刚石（PCD）的有点，在确定水平上又战胜了它们的不够。依照不同的运用请求，可筛选不同的CVD堆积工艺之后合成出晶粒尺寸和表面面目不同的CVD金刚石。洪量实际说明，CVD金刚石器械产物的欺诈本能在很多方面高出聚晶金刚石的同类产物，况且其表面粗陋度凑近单晶金刚石，抗打击性高出单晶金刚石。因此，CVD金刚石被看做是一种有浩大前程的新金刚石材料。暂时研发的CVD金刚石膜产物其晶向直径已高出mm，厚度达毫米级。
CVD金刚石刀具的超硬耐磨性和优良的韧性使之可加工大多半非金属材料和多重有色金属材料，如铝、硅铝合金、铜、铜合金、石墨、陶瓷以及各样巩固玻璃纤维和套现为机关材料等。CVD金刚石刀具还可用于高效和高精湛加工刀具。其成本远远低于价值昂贵的自然金刚石刀具。暂时，CVD金刚石刀具除用于鼓动机活塞鬼铝合金材料的加工外，还用于内燃机缸体、缸盖、高压油泵、汽油泵、水泵、发机电转子、启动机、汽车车体中玻璃钢部件的车、铣、钻、镗等的加工。较模范的CVD金刚石刀具产物有美国Kenametal公司的KD刀片、KDF商标CVD金刚石涂层硬质合金立铣刀等。
①CVD金刚石刀具的制备法子CVD金刚石制成法子有热丝法、离子束溅射法、电子加快法、激光启蒙法、等离子体巩固化学气相堆积（PECVD）法、直流和高频电弧放电热等离子法等。在反映历程中，输入的能量、反映气体的激光形态、配比和堆积历程的成核样子等关于生成金刚石膜有决计性影响。衬底材料的晶型和点阵常数对金刚石膜成核成长影响很大。堆积金刚石薄膜和温度请求为~℃，因此，该技艺罕用硬质合金刀具表面堆积金刚石薄膜。CVD金刚石刀具可制成两种样子：一种是在整体上堆积厚度小于50μm的薄层膜，即CVD金刚石薄膜涂层刀具；另一种是堆积厚度到达1mm的无衬底的金刚石厚膜，即CVD金刚石厚膜焊接刀具。
CVD金刚石刀具只唱工艺容易，采用硬质合金做为整体材料，加工出所请求的刀具几许形态，经合适管教后置于真空室内，在刀尖成长一层金刚石薄膜。金刚石薄膜层与硬质合金整体之间的连接强度是限制该刀具欺诈寿命的关键成分。图2-2所示为CVD金刚石厚膜刀具或刀片造成工艺。
夙兴用于创造CVD金刚石厚膜汉街道具的厚膜是堆积在Si、SiC、W或WC等整体材料上，再用磨削和酸洗腐化的法子去除整体材料而获得厚膜，比年来堆积自力式金刚石厚膜的基体材料采用WC-Co硬质合金。在整体的冷却历程中，厚度主动零落而获得自力式金刚石厚膜。用热丝法可制成φmm左右的金刚石厚膜，而用微波等离子体法禁止备出高品质大面积（φmm）的金刚石厚膜，堆积的速度最高可到达10μm/h。罕用的堆积金刚石厚膜工艺法子是直流等离子射流法，这类法子堆积速度可达μm/h，晶粒之间连接精湛。由于CVD金刚石厚膜硬度高、耐磨性好、不导电，正常须要在空气、氩气或氧气处境中过程激光将金刚石厚膜片切割成所需的形态和尺寸，还能直接切出道具的后角和休整厚膜表面。再欺诈铜焊技艺将切割出的小片焊接到硬质合金基体上，金刚石厚膜正常与金刚石及其合金之间有很高的界面能，使金刚石不能被正常低熔点合金所浸湿，可焊接性差。暂时，金刚石厚膜刀具的焊接工艺紧要采取活性金属化的法子。焊料是含钛的银铜合金，不加助溶剂，在惰性氛围或真地面高频感到加热敢接。此外，CVD金刚石厚膜也可在真空炉内举行多量量神速焊接。着末将焊接好的CVD金刚石厚膜刀具研磨开刃。刃磨法子有呆板磨削、热金属盘研磨、激光束加工、电子加工和等离子体刻蚀等。暂时，保守的法子照样呆板磨削抛光法。
②CVD金刚石薄膜涂层刀具金刚石薄膜涂层刀具在某些法子要由于PCD刀具。它具备全体金刚石表面涂层（厚度小于50μm），可被加工成具备任何款式和几许形态的切削刃。由于CVD金刚石薄膜涂层可堆积在职何形态的基体上，因此CVD金刚石薄膜涂层刀具易于创造繁杂型面刀具，如钻头、立铣刀、带断屑槽的金刚石刀片等。
CVD金刚石薄膜涂层刀具的本能取决于薄膜和硬质合金（WC-Co）基体之间的连接强度，如连接强渡太低，堆积在硬质合金上的金刚石薄膜涂层将接受不了切削历程中的剪切力而轻易零落，进而致使刀具初期做废。这个题目迄今尚未获得完美管理。其紧要缘由有两点。
A.热膨胀系数不调解，致使在金刚石与硬质合金界面上造成了较大的热应力。
B.在刀具表面碳与薄膜层中的钴之间造成交互影响。
由于CVD金刚石薄膜涂层刀具制做工艺容易，成本省钱，可开采的刀具种类较多，况且也许做成各样繁杂的几许形态。暂时的刀具商场剖析广泛以为，CVD金刚石薄膜涂层刀具商场潜力庞大，是往后的进步方位。
③CVD金刚石厚膜焊接刀具PCD是金刚石粉与连接剂搀和在一同烧结而成，因此硬度遭到连接剂的影响，而CVD厚膜金刚石是纯金刚石构成，其硬度凑近自然金刚石，比PCD的硬度高良多。与自然金刚石不同的是，CVD厚膜金刚石具备各向同性，况且成本低，因此在很多方面将代替PCD，如堆积品质进一步抬高，在超精湛加工中也有代替自然金刚石的或者，因此很受超精湛加工范围的关心。但CVD金刚石厚膜的表面较量粗陋，给刀具的刃磨和抛光带来较大困苦。过程近十年来的运用探索和开采，CVD金刚石厚膜刀具临盆工艺已较老练，产物渐渐产物化，已加入试用阶段。美国肯纳金属公司、通用汽车公司和诺顿公司等；日本的三菱金属公司、住友电工公司和东芝钨金属公司等；欧洲瑞典的山特维克公司、德国的格林公司等已有产物出售。
由于CVD厚膜金刚石的高耐磨性和高热不变性，在高耐磨材料的奉告切削加工范围具备很大的潜力。CVD金刚石厚膜焊接刀具暂时的成本较高，但跟着技艺的进步，它将是PCD刀具备力的比赛敌手。
不同金刚石刀具的欺诈特征较量PCD刀具、PCD金刚石刀具和单晶金刚石刀具都有各自的特征，见表2-4.
PCD可焊接、呆板磨削性和断裂热性最高，耐磨损性和刃口品质居中，耐腐化性最差。CVD厚膜耐腐化性最佳，呆板磨削性、刃口品质、断裂热性和耐磨损性居中，可焊性最差。人为合成单晶金刚石刃口品质、耐磨损性和耐腐化性最佳，可焊性、呆板磨削性和断裂韧性最差。
CVD金刚石与PCD最大不同之处是没有连接剂，是纯金刚石，况且是在低温（＜0℃）和低压（＜0.1MPa）前提下制成的，杂质含量低，纯度凑近%。与PCD比拟，CVD金刚石刀具硬度更高、耐磨性更好、争持系数更小、热导率更高、化学和热不变性更好。CVD金刚石刀具的本能优于PCD刀具，刀具欺诈寿命可伸长2~3倍。CVD金刚石的毛病是韧性不如PCD，况且不导电。不够导电性妨碍了对其举行放电加工，而放点加工在金刚石刀具加产业的临盆和休整获得了宽泛运用。CVD金刚石刀具正常比PCD刀具的切速高，罕用于铝、铜等有色金属及塑料凳非金属的精加工和半精加工。
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