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金刚石具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点，是目前硬度最高的刀具材料，其主要分为单晶金刚石和多晶金刚石两大类，单晶金刚石又分为天然单晶金刚石（简称：ND）、人造单晶金刚石（简称：MCD），多晶金刚石又分为聚晶金刚石（简称：PCD）、化学气相沉积法（简称：CVD）。金刚石刀具类型繁多，性能差异显著，不同类型金刚石刀具的结构、制备方法和应用领域有较大区别。

金刚石刀具的种类

金刚石刀具按刀具结构来分：主要用于车刀、铣刀、铰刀、钻头、涂层刀具及其他非标成型刀等。

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金刚石刀片

1、标准刀片：单晶金刚石刀片主要用于单点金刚石车床或其他精密车床，加工有色金属时表面粗糙度可达Rz0.1-0.05μm。聚晶金刚石（PCD）刀片一般用于车床，加工中心等，主要以车，镗为主。相对于的传统的合金刀片，可以采用更高的进给，线速度；刀片寿命相比硬质合金刀片也有非常大的提升；同时，PCD刀片加工的工件表面，光洁度最佳可达Ra0.2。

2、非标刀片：主要用于一些结构比较复杂，公差要求严格，加工工序复杂的工况。采用机夹式聚晶金刚石（PCD）非标刀片，可极大程度提升加工效率，同时，采用机夹式结构，可降低生产成本。

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金刚石铣刀片

聚晶金刚石（PCD）铣刀片，搭配铣刀盘或铣刀杆，一般用来铣削平面和台阶。使用线速度可以高达2500-3000m/min，相比硬质合金刀片，刀具寿命提高5-10倍，是汽车铝合金缸盖、摩托车箱体、模具平面等有色金属面铣加工的选择！性价比很合适。

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金刚石杆状铣刀

金刚石杆状铣刀分为单晶金刚石铣刀和聚晶金刚石（PCD）铣刀。 

聚晶金刚石（PCD）杆状铣刀又分两种，一种是过中心的铣刀，使用时可沿轴线垂直扎入工件工件表面，对于铣削凹坑类的工件，效率会提升很多。另一种是不过中心的铣刀，此种铣刀一般都是沿径向切入工件，通过CNC编程走轨迹，铣削凸台，台阶，面等部位。

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金刚石铰刀金刚石铰刀，一般根据直径大小，采用合金基体或者钢制基体，刃口数量为2刃或2刃以上。

此类刀具主要用于加工公差要求比较严格，光洁度要求比较高的孔，通孔盲孔均可加工。此类刀具加工的孔，光洁度最高可达Ra0.1以内。

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金刚石钻头

聚晶金刚石（PCD）钻头，一般根据直径大小，采用合金基体或者钢制基体。聚晶金刚石（PCD）钻头是直接在工件上钻孔，本身工件上面是没有孔的，对精度要求不高，PCD钻头只适用于加工中心设备。
聚晶金刚石（PCD）钻头主要包括：PCD扩孔钻头、PCD阶梯钻头、PCD麻花钻头、PCD平底钻等。

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金刚石涂层刀具

金刚石涂层刀具是采用CVD方法直接在硬质合金或陶瓷等基体上沉积一层1-25μm金刚石薄膜，可应用于各种几何形状复杂的刀具，是加工难加工材料的理想刀具。
适合涂层的刀具类型：刀片、铣刀、钻头、铰刀、成型刀等。

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金刚石成型刀

聚晶金刚石（PCD）成型刀属于旋转类刀具，优点是加工效率高，可同时铣削多个台阶孔，能保证比较精确的形位公差。按加工方式不同分为两种，一种是沿轴向加工，一次成型的；另一种是经cnc编程，走轨迹加工。刀柄有BT柄，HSK柄，直柄等等。

金刚石刀具的性能优势

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单晶金刚石刀具性能优势
1、单晶金刚石刀具具有极高的硬度（10000HV），从而获得良好的耐磨性；2、单晶金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利，切削时不宜粘刀和产生积屑瘤，可进行超薄切削和超精密加工；3、摩擦系数低，加工时变形小，可减小切削力；4、刃口在800倍Nomarski（尼康）显微镜下观察无缺陷，加工有色金属时表面粗糙度可达Rz0.1～0.05μm， 被加工工件的形状精度控制50nm以下；5、华菱超硬精选的单晶金刚石刀具颗粒，一致性好，使用寿命是硬质合金刀具的100倍，甚至几百倍。

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PCD刀具性能优势

1、PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍；2、PCD的导热系数为700W/mk，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；3、PCD的磨擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的磨擦系数为0.4～1）,因此PCD刀具可显著减小切削力；4、PCD的热膨胀系数仅为0.9×10－6～1.18×10－6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；5、PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。

单晶金刚石/PCD/CVD刀具的区别

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性能区别

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应用区别

单晶金刚石几乎专用于高精密的精加工，其极薄切削能力可确保获得极高的尺寸精度。
PCD刀具最适合加工铝和其他韧性较好的非铁合金（如铜、黄铜和青铜），以及具有高磨蚀性的复合材料（如石墨、碳—碳材料、加碳酚醛、玻璃纤维和多孔密封材料）。
PCD和CVD金刚石可用于许多相同的加工领域，但PCD更适合用于粗加工以及对刀具断裂韧性要求较高的加工场合。CVD金刚石更擅长精加工、半精加工和连续车削加工，这是因为其具有优异的耐磨性和高硬度，可以加工出更精密的工件。
目前单晶金刚石刀具和PCD应用最为广泛，CVD厚膜刀具目前由于磨削工艺限制了其推广使用。

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刀具刃口及加工区别

A：聚晶金刚石（PCD）与单晶金刚石刀具在金相显微镜下的状况，左下图可明显看出刀刃边缘会呈现锯齿状，而右图则平顺光滑。

B:在加工方面的差异性。聚晶金刚石（PCD）刀具的刀刃由许多微细晶体所构成，因此在进行加工车削，被加工物表面也会呈现一颗颗小晶粒所造成的痕迹。单晶金刚石刀具可以将刀刃完美的状态，直接复制在被加工物上。

左图为聚晶金刚石（PCD）刀具加工工件表面，右图为单晶金刚石刀具加工工件表面。

金刚石刀具的应用材质

金刚石刀具切削参数推荐

PCD 刀具牌号特性及应用

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