CVD金刚石刀具的应用及其前景
一、主要性能指标1. 机械性能
CVD金刚石刀具机械性能见表1。
由于CVD 金刚石（CVDD）为100%纯金刚石，其晶粒之间的间隙为基团间隙，而PCD是通过添加Co、Ni、Cu等金属结合剂高温高压而成，故二者是有区别的。单晶金刚石其价格昂贵，且受其几何尺寸大小和性能（解理—方向性）的限制，无法大量应用于品种多样的工具。
表1 机械性能
性能
纯金刚石
CVD金刚石
硬度（kgf/mm2）
>8000
>8000
密度（g/cm3）
3.52
3.52
杨氏模量（GPa）
>1200
>1000
断裂性（J/M）
10
25
摩擦系数
0.1（相对于钢）
0.1
热导率（W/cm·K）
25
>20
磨耗比
（111方向）>40×104
>30×104
电阻率（Ω·cm）
不导电
1014～1016
化学惰性
常温下不溶于所有酸和碱
表2 CVDD与PCD刀具比较
特性
PCD
CVDD
材质结构
含Co粘结剂
纯金刚石
耐磨性
随金刚石颗粒大小而变
高于PCD2～10倍
韧性（抗
冲击性）
较好
略差
耐温性
低于500℃，热导率低
高于700℃，热导率高
化学稳定性
低
高
适用性
粗加工、精加工
湿切
不适于加工有机复合材料
精加、半精加、连续切削
湿切、干切
适于加工有机复合材料
CVDD膜的制造成本图
据2000年De-Beers公司资料显示，新型的导电型的CVDD即将出现，故CVDD的加工工艺也会发生变化，可能用电加工方式代替传统的激光加工和磨削加工的方式，使其在复杂形状刀具、成形刀具方面广泛应用。另外，涂层金刚石工具的出现及使用，也将推动CVDD在机械加工方面的应用。如国内有上海交通大学的涂层刀具，国外有美国的SP3公司的P1-diamoiid涂层刀具等。
随着CVDD制作成本进一步降低（见附图）在各方面的应用将会越来越广泛。
金刚石材料被誉为21 世纪的材料，在这个超精密加工的时代，应该用好金刚石材料，开发出更多更好的刀具。
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