CVD金刚石涂层刀具研究与应用前景

CVD金刚石刀具的研究与应用CVD金刚石（Chemical Vapor Deposition Diamond）是一种利用化学气相沉积技术合成的人工金刚石材料。

与天然金刚石相比，CVD金刚石具有独特的优势和广泛的应用领域。

本文将重点介绍CVD金刚石刀具的研究与应用。

CVD金刚石刀具具有极高的硬度、耐磨性和化学惰性。

这些特性使其在各种切削、磨削和打磨应用中具有优势。

其强大的切削能力可以在高速切削工况下实现高效率的加工。

与传统硬质合金和陶瓷刀具相比，CVD金刚石刀具的寿命更长，切削性能更稳定。

首先，CVD金刚石刀具在加工硬脆材料方面具有独特的应用优势。

硬脆材料如陶瓷、玻璃和石英等在传统切削方法下容易引起破碎和损伤。

而CVD金刚石刀具的高硬度和尖端设计可以降低加工过程中的切削力，减小材料的损伤风险。

此外，CVD金刚石刀具还可以实现微米级甚至纳米级的精确加工，适用于高精度的制造领域。

其次，CVD金刚石刀具在高温、高速加工领域具有广泛应用。

由于CVD金刚石的热导率高，热膨胀系数小，能够在高温工况下保持较好的切削性能。

因此，CVD金刚石刀具常用于高速铣削、高温磨削和高温腰切等加工领域。

其优秀的热稳定性使其可以在高温合金、陶瓷复合材料和石墨等高温材料的加工中发挥优势。

此外，CVD金刚石刀具还具有较高的化学惰性。

在加工工艺中，有些材料容易粘附在刀具表面，降低切削质量和效率。

而CVD金刚石刀具具有良好的抗粘附性，能够有效降低切削力，延长工具寿命。

CVD金刚石刀具的研究主要包括材料制备技术、切削工艺优化和刀具设计等方面。

材料制备技术包括CVD方法和热压合成等。

CVD方法是目前主流的CVD金刚石刀具制备技术，能够在大面积基底上均匀生长金刚石薄膜。

切削工艺优化包括切削参数的优化和切削液的选择等，通过合理的工艺参数和润滑措施，可以更好地发挥CVD金刚石刀具的性能。

刀具设计方面，可以通过改变刀具几何形状和刀具涂层结构等，进一步提高刀具的性能。

CVD金刚石市场分析报告1.引言1.1 概述概述:CVD金刚石是一种由化学气相沉积（CVD）技术制备的人造金刚石，具有优异的物理和化学性能，在工业和科学领域具有广泛的应用。

随着CVD技术的不断成熟和发展，CVD金刚石的市场需求逐渐增大，成为各个领域关注的热点之一。

本报告将对CVD金刚石市场进行全面分析，以帮助读者了解市场的发展现状、未来趋势和竞争格局。

通过本报告的研究，我们将为相关行业提供决策参考，促进CVD金刚石市场的健康发展。

1.2 文章结构文章结构部分：本报告分为三大部分，包括引言、正文和结论。

引言部分主要介绍了本报告的背景和目的，以及对CVD金刚石市场进行分析的意义和重要性。

正文部分将重点介绍CVD金刚石的生产过程、应用领域和市场现状，通过对相关数据和趋势的分析，深入探讨CVD金刚石市场的现状和发展情况。

结论部分将对CVD金刚石市场的发展趋势和竞争格局进行总结和展望，对市场未来发展提出一定建议和预测。

整个报告的结构清晰明了，内容丰富全面，能够为读者提供全面了解CVD金刚石市场的信息和洞察。

1.3 目的:本报告旨在对CVD金刚石市场进行全面深入的分析，旨在揭示CVD 金刚石的生产过程、应用领域和市场现状。

通过对市场发展趋势和竞争格局的研究，为投资者、生产商、消费者提供全面的市场信息和发展建议。

同时，通过对市场的深入剖析，为CVD金刚石的产业链上下游企业提供决策参考，促进产业的健康发展和可持续增长。

1.4 总结总结部分：通过对CVD金刚石市场的分析，我们可以看出，CVD金刚石作为一种新兴材料，具有广泛的应用前景和巨大的市场空间。

在生产过程方面，技术不断创新和成熟，使得CVD金刚石的生产成本得到了有效控制，生产规模也在不断扩大。

在应用领域方面，CVD金刚石已经成功应用于机械加工、电子材料、医疗器械等领域，并且未来还会有更多潜在的应用领域。

目前市场现状表明，CVD金刚石市场需求持续增长，价格稳定，市场竞争激烈。

CVD金刚石膜刀具制造技术及其应用化学气相沉积(CVD)金刚石作为一种新型超硬刀具材料，为金刚石刀具的应用开辟了新的途径。

CVD金刚石刀具主要有两种类型：CVD金刚石薄膜涂层刀具和CVD金刚石厚膜焊接刀具。

目前来说，CVD金刚石厚膜刀具的应用比较广泛。

一、CVD金刚石薄膜涂层刀具CVD金刚石薄膜涂层刀具是指通过CVD方法在一定温度下使金刚石沉积于某些基体(通常为K类硬质合金)刀片上的刀具，其金刚石膜厚度约为10～30μm。

CVD金刚石薄膜涂层刀具因金刚石厚度较薄，难于刃磨，前、后刀面及刃口质量较差，只适用于粗加工、半精加工和复杂形状刀具。

粗加工的切削较大，当金刚石与基体间的附着力不足以抗拒切削力的破坏时，金刚石膜就会脱落。

这种刀具加工出的工件表面粗糙度一般大于Ra0.2μm。

尽管目前国内CVD薄膜涂层刀具的应用尚处于萌芽状态，但随着CVD金刚石生长技术的提高，CVD金刚石基团颗粒的大小已经由40～50μm缩小到十几甚至几个纳米，从而出现了纳米金刚石。

如美国阿贡国家实验室(Argonne Nat. Lab)的Dr. Gruen D.M已经生长出质量良好、表面为镜面(表面最高峰与最低峰间距为15nm)、任意厚度的纳米金刚石膜，而且其涂层的附着力足够。

相信其对涂层刀具的应用有所促进。

二、CVD金刚石厚膜焊接刀具CVD金刚石厚膜焊接刀具是先把切割好的CVD金刚石厚膜一次焊接至基体(通常为K类硬质合金)上，形成复合片，然后抛光复合片，二次焊接至刀体上，刃磨成需要的形状和刃口。

制造工艺流程：高品质的CVD金刚石膜的制备→激光切割→一次焊接成复合片→复合片抛光→二次焊接至刀体上→刃磨→检验。

下面介绍几个关键工序，如切割，焊接，抛光和刃磨等。

1.激光切割CVD金刚石膜硬度高、不导电(现已有导电型CVD金刚石，但其电阻率很大)、耐磨性极强，常规的机械加工和线切割等方法不适合于CVD 金刚石厚膜的切割。

金刚石刀具在数控机床中的应用随着科技的不断进步和发展，数控机床在工业领域中扮演着重要的角色。

数控机床的出现大大提高了生产效率和加工质量，而金刚石刀具作为一种高性能的切削工具，在数控机床中的应用也越来越广泛。

本文将探讨金刚石刀具在数控机床中的应用，并分析其优势和挑战。

一. 金刚石刀具的基本特性金刚石刀具由金刚石颗粒和金属粉末经压制、烧结等工艺制成，具有极高的硬度、耐磨性和热稳定性。

这些特性使得金刚石刀具在切削加工中具备以下优势：1. 高硬度：金刚石刀具的硬度仅次于金刚石，可用于切削超硬材料如陶瓷和高硬度合金等。

2. 耐磨性：金刚石刀具具有出色的耐磨性，可在切削过程中保持较长的使用寿命。

3. 热稳定性：金刚石刀具具有良好的热稳定性，可承受高温切削环境下的工作，不易变形。

二. 金刚石刀具在数控机床中的应用领域1. 切削加工金刚石刀具广泛应用于数控机床的切削加工领域，包括车削、铣削、钻削、磨削等。

由于金刚石刀具的高硬度和耐磨性，可用于加工硬度较高的材料，如钛合金、高速钢等。

同时，金刚石刀具还能够提供更高的加工精度和表面质量。

2. 精密加工在数控机床的精密加工中，金刚石刀具的应用更能体现出其独特的优势。

例如，在汽车零部件的精密加工过程中，采用金刚石刀具可以实现更高的加工精度和更好的表面质量。

3. 工具磨损监测由于金刚石刀具的耐磨性较高，因此可以通过监测金刚石刀具的磨损情况，准确地评估刀具的使用寿命。

这对机床的保养和刀具的及时更换具有重要意义，可降低生产成本，并提高生产效率。

三. 金刚石刀具在数控机床中的挑战虽然金刚石刀具在数控机床中有广泛的应用前景，但面临着一些挑战和限制：1. 成本高昂：金刚石刀具的制造成本较高，所以其售价也相对较高，这给广泛应用带来了一定的限制。

2. 技术要求高：金刚石刀具的加工工艺复杂，需要高精度和高温高压的条件，所以其生产过程要求较高的技术水平。

3. 刀具表面质量难以保证：由于金刚石刀具的硬度很高，常规的抛光或修整技术难以完成对其表面的加工，从而可能会影响到加工表面质量。

国内PVD技术应用与研究现状作者：四川大学梁红樱赵海波来源：《工具技术》1 引言当前，制造业已发生了革命性的转变，以数控机床为基础的现代制造技术正朝着高速、干式切削加工的方向迈进。

在该领域中，切削刀具制造技术的发展至关重要。

由于刀具涂层技术可大幅度地提高切削刀具的综合性能，尤其是近年来超硬薄膜设计概念的提出，在理论上可有效地改善刀具的高温性能，使涂层刀具应用于高速、干式切削加工成为可能。

在数控机床日益普及，现代先进制造技术概念逐渐形成及国家大力推进节能、环保制造模式的影响下，自2000年起，国内刀具涂层技术掀起了第二次发展热潮，发展的重点为各类PVD技术。

大专院校以设计、表征超硬薄膜为主要研究方向，而社会兴办刀具涂层加工服务中心则成为国内刀具涂层业发展的主流。

尽管国内刀具涂层技术水平依然落后，但应用市场的普及性及需求量已远远超出预计结果。

因此，高水平、稳定的刀具涂层技术是国内工具行业极其渴望的，如果国内能开发出相应的原创技术，则短期内可在国内形成广泛的刀具涂层加工服务体系，并会带来巨大的社会经济效益。

2 国内商业应用PVD技术概况国内PVD涂层技术的研发工作始于八十年代初，八十年代中期研制成功中小型空心阴极离子镀膜机及高速钢刀具TiN涂层工艺技术。

由于对刀具涂层市场前景的看好，国内引进了热阴极离子镀及阴极电弧（多弧）离子镀技术与装备。

技术及装备的引进摧动了国内刀具PVD 涂层技术的第一次开发热潮，国内各大真空设备厂及科研单位纷纷展开了离子镀膜机的研制工作，并于九十年代初开发出多种PVD设备。

但由于大多数的设备性能指标低，涂层工艺稳定性差，预期的市场效益未能实现，从而导致了近十多年国内刀具PVD涂层技术处于徘徊不前的局面。

尽管九十年代末国内成功开发出了硬质合金TiN-TiCN-TiN多元复合涂层工艺技术，并达到了实用水平，但在随后的发展过程中也并未得到市场认可。

随着我国汽车工业的迅速崛起、先进制造技术的大量引进及数控加工技术大面积的普及，自本世纪初，PVD技术在国内掀起了第二次开发热潮。

2023年CVD金刚石行业市场前景分析
CVD金刚石是一种高科技材料，其硬度极高、化学稳定性好、导热性良好、电绝缘性能优异等特点使其在各个领域有着广泛的应用。

CVD金刚石行业市场前景非常广阔，主要表现在以下几个方面：
一、石油工业
CVD金刚石具有非常好的耐磨性和耐腐蚀性，可用于石油钻探领域中的钻头、钻头喷嘴等部件，能够提高钻探效率和降低成本，同时也能够提高工艺品质和延长设备使用寿命。

二、汽车工业
汽车零部件的耐磨性、耐腐蚀性、导热性等性能对汽车性能和寿命有着重要的影响。

CVD金刚石制成的车削刀具、汽车发动机活塞、阀门等部件具有优异的性能，可以显著提高车辆使用寿命和性能表现。

三、电子工业
CVD金刚石具有优异的热传导性能和电绝缘性能，因此能够用作电子元器件中的散热和隔离材料。

同时，CVD金刚石也可用于制造高功率激光器、太阳能电池等高科技产品。

四、机械制造业
CVD金刚石具有非常高的硬度和耐磨性，可以用于生产高效、高精度的车削刀具、钻头、刨床刀具等。

其广泛应用于模具、海洋船舶、轮胎制造等领域，并具有非常广阔的市场前景。

五、塑料加工行业
CVD金刚石在塑料加工领域中也具有非常广泛的应用，能够用于生产高质量、高精度的塑料模具，提高产品质量和生产效率，并降低成本。

总而言之，CVD金刚石具有非常广泛的应用前景，在各个领域都有着独特的优势和潜在的市场需求。

同时，随着科技的不断发展和市场需求的不断增加，CVD金刚石行业市场前景也将不断拓展和扩大。

2023年CVD金刚石行业市场发展现状CVD金刚石（Chemical Vapor Deposition）被视为是晶体金刚石的一种新技术，具有制备工艺简单、成本低、性能优异等优点，近年来在工业领域得到广泛应用。

本文将从CVD金刚石的制备工艺、行业应用、市场前景等方面进行详细阐述。

一、CVD金刚石制备工艺CVD金刚石制备是通过在高温高压下，使含有金刚烷等气体的反应气体降解成纯碳原子，并在金属衬底表面上部分氧化，然后在其表面上生长出极具钻石结构的薄膜。

CVD金刚石制备流程如下：（1）选择合适的金属衬底，一般采用钨、钼等金属。

（2）制备CVD反应气体，一般采用甲烷、氢气、氮气等混合气体。

（3）将金属衬底置于高温高压下，反应气体在金属表面降解成纯碳原子，并在金属表面上部分氧化。

（4）在金属表面上生长出DLC（钻石样薄膜）层，DLC层不断生长最终形成金刚石薄膜。

二、CVD金刚石行业应用随着CVD金刚石技术的发展，其在工业领域中的应用越来越广泛，主要体现在以下几个方面：（1）超硬材料切削工具：CVD金刚石与PCBN是硬质材料中的代表，CVD金刚石切削刃丝锯材料的切削效果要比普通硬质材料刀具好很多，而且寿命长，可以取代铜、铝等的制品，以及是飞机上的涡轮叶片、箍紧件、齿轮、轴承和滑动面的最佳选材。

（2）陶瓷切削刃：CVD金刚石可最大限度地发挥硬度高的优势，可直接取代钨钼合金切削刃，使用寿命增长5倍以上，使用效果显著。

（3）石材加工：CVD金刚石可直接应用于石材切割中，且生产速度快，切削过程中石材变化小，成品石材质优价廉，广泛应用于石材加工领域。

（4）检测仪器摩擦副：CVD金刚石表面平坦、无毛刺、无瑕疵，可以用于制造检测仪器的摩擦副，具有良好的硬度和抗磨损性能，使用寿命长，耐腐蚀性能好等特点。

三、CVD金刚石市场前景CVD金刚石发展过程中面临的主要问题是提高金刚石的质量和稳定性，并减少成本。

如果CVD金刚石质量达到天然金刚石的水平，且成本显著降低，将具有广阔的市场前景。

论化学气相沉积_CVD_金刚石技术最新发展化学气相沉积(CVD)技术是一种重要的薄膜制备技术，在新材料合成和薄膜加工领域得到广泛应用。

其中，金刚石薄膜的CVD技术作为一种特殊而重要的应用，历经了多年的发展，并取得了许多重大突破。

本文将从金刚石薄膜的特性、CVD技术的基本原理和现有问题等方面，重点探讨金刚石CVD技术的最新发展。

首先，金刚石薄膜具有极高的硬度、较好的热导性和良好的化学稳定性，使其在超硬材料和微电子领域有着广泛的应用。

CVD技术是金刚石薄膜制备的主要方法之一，其基本原理是利用气相反应在基底表面沉积出金刚石晶粒。

常用的金刚石CVD方法包括热CVD和微波CVD等。

其中，微波CVD技术由于其能量高效利用、反应速度快等优势，成为了目前研究的热点之一其次，要实现高质量的金刚石薄膜制备，需要解决一系列问题。

首先，反应的热力学条件往往很苛刻，需要高温高压的环境才能保证金刚石沉积。

其次，合适的沉积气体和添加剂的选择对于金刚石晶粒的生长和质量起着重要作用。

此外，金刚石薄膜的沉积速度也是一个需要解决的问题，一方面需要控制金刚石晶粒的生长速率，另一方面也需要加快沉积速度以提高生产效率。

最新发展方面，金刚石CVD技术在以下几个方面取得了重要进展。

首先是对热力学条件的优化，研究人员通过改变反应环境中的压力、温度等参数，优化金刚石晶粒的生长和质量。

其次是添加剂的研究，利用不同的添加剂可以改变金刚石薄膜的性质，例如降低杂质含量、改善生长速度等。

另外，研究人员还不断改进金刚石CVD设备和工艺，例如优化反应室结构、改善气体供应方式等，以提高金刚石薄膜的制备质量和生产效率。

在应用方面，金刚石CVD技术已经得到了广泛的应用。

金刚石涂层可用于机械切割工具、刀具、轴承等领域，以提高其耐磨性和寿命。

此外，金刚石薄膜还可用于纳米器件、电子器件等领域，以提高其热导性和电导性能。

此外，金刚石CVD技术还可以用于制备其他新型材料薄膜，例如氮化硼薄膜、碳化硅薄膜等，进一步拓展了应用领域。

金刚石的刀具发展与技术侯文文0840202211摘要：本文主要对金刚石刀具的分类、加工方法、金刚石刀具的发展现状及应用领域作了简单的介绍，对聚晶金刚石刀具的刃磨技术作了详细的研究分析。

1、引言：随着现代加工制造业对高速切削加工的要求不断提高，对于各种难切削复合材料、工程陶瓷材料等，传统的切削加工刀具已不能满足高速切削的需要，而超硬切削刀具是解决以上问题的有效手段，其中，金刚石刀具的应用较为广泛。

金刚石具有极高的硬度、良好的耐磨性和导热性、低摩擦系数和热膨胀系数，在现代切削加工中体现出难以替代的优越性，被誉为当代提高生产率最有希望的刀具材料之一。

目前，金刚石刀具在机械加工中的应用日渐普及，已成为现代材料加工中不可或缺的重要工具。

2、金刚石刀具的基本介绍2.1 天然金刚石(ND)刀具为天然金刚石拉蔓峰谱，具有以下特征：(1)1332尖锋处显示存在金刚石。

(2)波型幅度(FWHM)为4.1cm-1显示为纯金刚石。

ND是目前已知矿物中最硬的物质，主要用于制备刀具车刀。

天然金刚石刀具精细研磨后刃口半径可达0.01～0.002µm。

其中天然单晶金刚石(Single Crystalline Diamond，SCD)刀具切削刃部位经高倍放大1500倍仍然观察到刀刃光滑。

SCD车削铝制活塞时Ra可达到4µm，而在同样切削条件下用PCD 刀具加工时的表面粗糙时的Ra为15～50µm。

故采用SCD刀具配合精密车床进行精密和超精密加工，可获得镜面表面。

2.2 聚晶金刚石(PCD)刀具PCD是高温超高压条件下通过钴等金属结合剂将金刚石微粉聚集烧结合成的多晶体材料，又称烧结金刚石。

聚晶金刚石刀具整体烧结成铣刀，用于铣削加工，PCD晶粒呈无序排列状态，属各向同性，硬度均匀，石墨化温度为550℃。

刀具具有高硬度、高导热性、低热胀系数、高弹性模量和低摩擦系数。

刀刃非常锋利等特点。

CVD金刚石技术和应用I. 引言A. CVD金刚石技术的历史回顾B. 本文的目的和意义II. CVD金刚石的制备方法A. CVD金刚石的基本原理B. CVD金刚石的制备流程C. CVD金刚石的制备条件III. CVD金刚石的结构和性质A. CVD金刚石的结构特征B. CVD金刚石的物理性质C. CVD金刚石的化学性质IV. CVD金刚石的应用A. 工具切削领域1. 刀具2. 电子加工3. 磨具B. 研磨领域1. 研磨片2. 研磨液C. 生物医学领域1. 医用刀具2. 人工关节V. CVD金刚石技术的发展趋势A. 大规模制备技术B. 先进加工技术C. 新型材料的开发VI. 结论A. 对CVD金刚石技术的总体评价B. 未来CVD金刚石技术的发展前景VII. 参考文献I. 引言A. CVD金刚石技术的历史回顾金刚石是一种天然的高温高压下形成的矿物，具有硬度大、热稳定性好、化学惰性等诸多优异的物理和化学性质。

金刚石因其卓越的性能被广泛应用于研磨、切削、电子加工等领域。

然而，天然金刚石存在产地有限、成本高昂、形状和尺寸难以控制等问题，制约了其在工业生产中的应用。

为了解决这些问题，人们开始尝试通过化学合成来制备人工合成的金刚石材料。

早在20世纪50年代，人们就已经开始尝试使用高温高压合成技术来制备合成金刚石。

这种方法需要在高温高压下合成金刚石晶体，虽然可以得到高质量的金刚石晶体，但是成本高昂、生产效率低，限制了其在工业生产中的应用。

随着化学气相沉积（CVD）技术的发展，人们开始尝试使用CVD技术来制备金刚石材料。

CVD技术是一种通过在高温、低压下向金属或非金属基材表面沉积金刚石薄膜的技术，相比高温高压合成法，CVD技术具有成本低、生产效率高、适用范围广等优点，逐渐成为了金刚石制备的主要方法。

B. 本文的目的和意义本文主要介绍CVD金刚石技术的制备方法、结构和性质、应用以及发展趋势，旨在深入探讨CVD金刚石技术的原理和应用，为工业生产和科学研究提供参考。

CVD金刚石的发展趋势及其行业前景分析CVD金刚石的成功问世,使得金刚石的性能得到了充分的发挥,其将成为金刚石材料未来发展的主流。

随着CVD金刚石的不断的发展,其在国民经济中发挥着重要的作用。

本文将结合产业结构优化升级,探讨CVD金刚石未来的发展趋势和对国民经济的影响。

[ 关键词] CVD金刚石产业优化升级发展趋势金刚石具有极其优异的物理学性能,在自然界中具有最高的硬度和强度,较高的热导率、较宽的透过波段以及优异的半导体特性和化学惰性,可以说是当今世界上性能最优秀的全方位材料,这使其成为具有广泛应用前景、巨大的市场潜力和高科技发展的关键材料。

但由于天然金刚石资源数量以及尺寸非常有限且加工成本很高,因此它们的应用受到极大的限制。

上世纪八十年代初提出的化学气相沉积法生成金刚石薄膜(CVD)的成功问世,使金刚石的性能能够充分得到发挥,相信随着CVD金刚石及其产品技术研究的进一步发展,其全方位的性能和应用将得以实现。

专家断言,CVD金刚石将成为金刚石材料未来发展的主流,它将成为国民经济的支柱产业,如加工业、汽车、信息、能源领域以及国防、军事武器和尖端技术的关键材料,能有效地改变整体国民经济的产业结构。

一、CVD金刚石应用在国民经济发展中的作用CVD金刚石的晶体结构和天然Ⅱa型金刚石相同,是一种在众多高科技领域有着广泛应用和发展前景的全方位材料,从80年代问世初期就受到世界各国的的高度重视。

美、日、英等国都将金刚石薄膜列入国家重点发展项目。

美国政府第三个国家关键技术报告将金刚石薄膜项目列入二十七个国家关键技术之一。

日本东芝、神户制钢及住友电工三家大企业连手合作开发较硅晶圆速度快二十倍的金刚石半导体,已经研制出世界上第一块采用金刚石薄膜制成的计算机芯片。

英国DTI宣布由Element Six公司、剑桥大学及Dynex Semiconductor共同发展金刚石高功率电子组件计划。

我国也将CVD金刚石薄膜研究列入国家“863”高技术计划,开始建立专项支持CVD金刚石薄膜的研究开发,在“八五”和“九五”期间均设立了专门的重大项目。

涂层金刚石刀具综述1引言随着汽车、航空和航天等工业的发展，有色金属及合金、纤维增强塑料、纤维增强金属以及石墨、陶瓷等新型先进材料越来越多的应用到这些工业产品中，这对机械加工提出了高效率，高精度等要求，普通刀具已经不能满足需求，而迫切需要一种耐磨性更高、能稳定实现高精、高效、寿命更长的超硬刀具。

金刚石涂层刀具因其具有十分接近天然金刚石的硬度和耐磨性、高的弹性模量、极高的热导率、良好的自润滑性和化学稳定性等优异性能，成为加工难加工材料的理想刀具。

化学气相沉积（CVD）金刚石问世于20世纪80年代初[1]，1987年美国的Crystallume公司率先在CZ硬质合金刀片上沉积金刚石涂层。

1995年瑞士的Sandvik公司与美国的Balzers AG公司合作建立了一条金刚石涂层生产线。

1997年日本的刀具公司在北京展出了他们的金刚石涂层刀具。

目前，国外已有金刚石涂层的丝锥、钻头、绞刀、立铣刀及可转位刀片等产品出售[2]，很多公司推出了自己的金刚石涂层产品，并且一些产品已进入了商品化阶段，如美国的Norton 公司、SP3公司，欧洲的Balzers公司、Cemen Cone公司、Sandivik公司、美国诺顿公司等。

图1.1为国外生产的金刚石涂层刀具。

(a) 德国 Emuge Franken 公司产品 (b) 瑞士 Balzers 公司产品图 1.1 国外公司生产的 CVD 金刚石涂层刀具CVD金刚石涂层刀具是利用化学气相沉积的方法在韧性好，强度高的硬质合金基体上沉积一定厚度的金刚石薄膜制造而成的。

目前金刚石涂层刀具常用的基体材料为与金刚石的热膨胀系数较为接近的Si3N4系陶瓷和WC系硬质合金。

其中Si3N4系陶瓷具有较高的硬度、耐磨性和热稳定性，与金刚石的热膨胀系数最为接近，因此一直被认为是CVD金刚石涂层较为理想的基体材料。

但是，由于Si3N4陶瓷本身脆性大，抗冲击性能差，一般认为，Si3N4基金刚石涂层刀具仅宜用于精加工，而不宜进行冲击切削加工。

金刚石涂层在刀具上的应用综述【摘要】随着金刚石涂层被广泛应用，其在切削刀具上的应用也引起了广泛关注。

本文对金刚石涂层的市场，金刚石薄膜的制备及工艺，涂层性能评价指标进行了综述，希望对评价、提高和改进金刚石涂层刀具产品性能有指导意义。

【关键词】金刚石涂层；超硬刀具；刀具寿命[Abstract] With the diamond coating is widely used，its application in the cutting tool also attracted wide attention. By reviewing the market for diamond coating，preparation and process，coating performance evaluation of diamond films，we want to evaluate，enhance and improve the performance of diamond coated tool.[Keywords] diamond coating；Superhard tool；tool life1.引言随着汽车，航空和航天等工业的发展，有色金属及合金、纤维增强塑料、纤维增强金属以及石墨、陶瓷等新型先进材料越来越多的应用到这些工业产品中，这对机械加工提出了高效率，高精度等要求，普通刀具已经不能满足需求，而迫切需要一种耐磨性更高、能稳定实现高精、高效、寿命更长的超硬刀具，金刚石涂层刀具因其具有十分接近天然金刚石的硬度和耐磨性高的弹性模量、极高的热导率、良好的自润滑性和化学稳定性等优异性能，成为加工难加工材料的理想刀具。

1.1金刚石涂层介绍金刚石是自然界最硬的材料，摩擦系数很小，导热性很好，是用于制作切削工具的最佳材料，但金刚石很脆，因此普通的金刚石工具只能用于精加工，而不能用于粗加工。

金刚石单晶工具和金刚石聚晶工具虽然凭借其使用寿命和加工质量的优势在国内外市场销售多年，但因其价格昂贵，抗冲击性差，应用范围较小。