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　　金剛石材料被譽為21世紀的材料，在這個超精密加工的時代。金剛石工具在有色金屬和耐磨材料的加工應用中，有出色的適應性。在使用金剛石工具時，用戶可以有兩種選擇：一種是聚晶金剛石（PCD），另一種是較新的化學氣相沉積（CVD）金剛石。
　　一、金剛石家族的新成員
　　化學氣相沉積（CVD）金剛石，是一種高抗磨性的純金剛石材料，不含粘接劑。金剛石沉積分為兩種形式：一種是厚膜金剛石，沉積成整體的、單獨的薄片，然后切割成所需尺寸；另一種是薄膜金剛石，沉積在硬質合金刀片或回轉式刀具上。
　　迄今為止，CVD金剛石最有前景的用途是加工石墨。但是，NortonDiamondFilm公司卻正在出售各種用途的CVD金剛石用于加工有色金屬、塑料和復合材料。Norton公司的應用技術經理認為，CVD金剛石幾乎適用于全部有色金屬。在高硅鋁合金的斷續切削以及預燒結硬質合金、黃銅、紫銅和碳纖維材料的加工中，正在取得良好的結果。Norton公司還相信：CVD金剛石在加工很寬范圍的鋁合金材料（包括6061及其他）時，能夠和PCD旗鼓相當。
　　Norton公司應用技術經理還認為，CVD金剛石和PCD相比，主要優點在切削刃的品質。雖然CVD也是聚晶，但它不含鈷粘結劑，是純金剛石，所以切削刃是連續的。這樣就能采用有較高的切削速度并獲得較好的表面粗糙度，因為刀具不易變熱。他還堅信，積屑瘤對CVD金剛石不構成問題。
　　按Norton公司的資料，CVD金剛石的導熱性比PCD高50%。其原因是CVD刀片為整體金剛石，可以立即把熱量導出。而PCD刀片的熱傳導要穿過鈷-金剛石復合體，導熱性就差一些。
　　CVD金剛石還具有較低的摩擦系數。硬質合金和PCD都會粘結工件材料，CVD金剛石則不粘。與此同時，低摩擦系數還使CVD金剛石刀具能承受較大的切削負荷，從而使切削更快速、更有效。
　　CVD金剛石在使用中呈現熱穩定性和化學穩定性。而PCD和硬質合金在這方面就受到含有金屬成分粘結劑的影響。把CVD金剛石放進鹽酸里，什么都不會發生。但若把PCD金剛石放進去，酸會吃掉鈷結合劑。這就意味著CVD金剛石能經受住某些材料在加工中生成酸的侵襲，例如酚醛樹脂、尿脘橡膠、降碳酸酯等。
　　雖然所有形態的金剛石（包括PCD）在高溫時都要和黑色金屬或超級合金中的一些成分發生化學反應，但是眾所周知，對多數材料而言金剛石仍具有化學惰性。PCD和硬質合金因為含有鈷結合劑，切削溫度高時會發生化學穩定性降低現象。CVD金剛石不含結合劑，就避開了這種現象。此外，CVD金剛石還有良好的潤滑性和導熱性，使它具備了在高速和干式切削中使用的關鍵優勢。
　　CVD金剛石最后一項優點是：即使在切削溫度很高時，仍保持高硬度和耐磨性。Norton公司的應用技術經理Nagy指出：“因為沒有松軟的鈷包著金剛石，所以刀片硬度均勻一致。”
　　二、CVD刀具在機械加工中的應用
　　CVD包括工具（主要是機械加工）、熱學應用等方面。目前，CVD的產品主要有如下幾類：
　　CVD普通刀具，高精度刀具；
　　CVD砂輪修整筆；
　　CVD拉絲模及成品模具；
　　CVD新型高壓、水射流耐磨噴嘴；
　　CVD強化木地板加工工具；
　　CVD精密軸承支撐器及耐磨器件等。
　　CVD不含任何金屬或非金屬添加劑，機械性能兼具單晶金剛石和PCD的優點，又在一定程度上克服了它們的不足。大量實踐表明，焊接型CVD工具的使用壽命超過PCD工具，其抗沖擊性優于單晶金剛石膜。因此，CVD被認為是非鐵類材料加工工業中理想的工具材料，如鋁、硅鋁合金、銅、銅合金、石墨以及各種增強玻璃纖維和碳纖維結構材料的加工等。
　　1.CVD刀具用于金屬切削加工
　　CVDD可用于制作車刀、銑刀、刨刀、趟刀等機械加工刀具。
　　近兩年來，各種型號的金剛石膜車刀、鍵刀已在國內幾十家企業使用，并正向國外推廣，其應用情況如下：
　　代替硬質合金刀具，工效提高十幾倍到百倍，降低了勞動強度，工件加工精度明顯提高，表面粗糙度顯著降低。
　　超硬材料和有機復合材料的理想加工刀具；
　　和PCD刀具相比，CVD刀具表面粗造度低，刃口好；
　　在一些領域可代替天然金剛石刀具。
　　就國內汽車行業中使用的硅鋁合金材料來看，含硅量在12%左右，一方面由于其材質不均勻，有硬點，目前PCD刀具占有絕大部分市場，CVD的份額微乎其微，如輪毅刀具、槽加工刀具等。另一方面，由于現在的CVD不導電，而PCD導電的性能，使二者在刀具的制作工藝上存在差別，PCD可用電加工方式加工，而CVDD卻不行，若能很好地解決CVD刀具制作工藝問題，則可與PCD刀具在汽車行業中一爭高下。
　　實踐表明，CVD刀具采用正確的幾何角度，經過精研完全能作為有色金屬及超硬材料的精密切削刀具，如車削紫銅的電機刀（也稱整流子刀）等。曾經做過試驗，條件如下：
　　刀具：CVD車刀，刀尖修光刃L=1mm，前角8°，后角8°，主偏角60°，刃口粗糙度Ra0.1µm;
　　機床：CJ6125;
　　環境：精密加工實驗室；
　　工件材料：含硅8%的硅鋁合金，紫銅；
　　切削參數：n=1400r/min,f=4mm/min,ap=0.015mm/r
　　在上述試驗條件下，車削加工后工件的粗糙度Ra0.012µm，這是PCD產品所無法達到的。由此可見，CVD刀具可以達到以車代磨的效果，加工到鏡面粗糙度，而其成本遠低于天然金剛石（單晶金剛石）刀具。
　　2.CVD用于非金屬加工
　　CVD以其高耐磨性，在木工刀具方面也廣受歡迎。如時下正熱的木地板行業，由于Al2O3強化木地板的性能優于三聚氫胺木地板，其耐磨層更堅硬，硬質合金刀具加工Al2O3強化木地板已無能為力，必須使用金剛石刀具。兩年來的市場調查結果顯示，CVD是優質的木工刀具材料。
　　對于石材等硬脆材料、玻璃纖維、碳復合材料及有機復合材料的加工，CVD是理想的刀具材料。
　　3.高精度刀具
　　普通刀具材料（如高速鋼）和硬質合金材料因受其本身性能（如耐磨性、硬度等）影響，很難達到很高精度，如制版行業用的制版精修刀、首飾行業用的首飾刀（俗稱劈花刀）等。這類刀具要求其本身的精度很高和表面粗糙度很低（粗糙度Ra0.05µm），利用高精度研磨機（主軸跳動為0.1µm），制成了表面粗糙度Ra0.05µm的CVD精密刀具，其尺寸精度為5µm，現已用于制版加工和防偽商標加工，效果良好，工件表面粗糙度可達Ra0.012µm。
　　目前，CVD刀具已廣泛應用于超精加工、精加工、半精加工和連續切削，耐磨性比PCD刀具高2～10倍，其性能價格比優于其它金剛石刀具。據1998年外刊報導，切削用CVD刀片的市場約為1.5億美元。
　　三、光明的前景
　　GE公司超級磨料部和NortonDiamondFilm公司都認為：目前很多生產現場沒有充分發揮金剛石的優勢。原因是現在很多機床的速度和扭矩，都不足以保證刀具高效率運轉。
　　除了機械方面的問題以外，還有一個困難問題是要說服生產工廠的人們，不要光盯著金剛石（PCD或CVD金剛石）的初置價格，而要看到它帶來的成本節約和性能改善的好處。你可以讓金剛石比常規刀具在更高的轉速下運行（視機床性能而定），從而提高產出量。同時，換刀次數也較少。假定金剛石比硬質合金壽命高50倍～100倍，你就不必經常停機了。