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第一篇金刚石复合片:关于聚晶金刚石复合片，最全的都在这里~
聚晶金刚石复合材料是将聚晶金刚石薄层附着黏结在硬质合金衬底上的复合材料。聚晶金刚石复合片兼有聚晶金刚石极高的耐磨性以及硬质合金的高抗冲击性。金刚石层刃口锋利而且具有自锐性，能够始终保持切削刃的锐利，因此非常适用于石油和地质钻探中的软地层直至中硬地层的勘探，效果非常好。聚晶金刚石复合片中的金刚石含量高达99%，故金刚石层硬度极高、耐磨性极好，其努氏硬度为6.5×104~7.0×104MPa，甚至更高。
硬质合金基体克服了聚晶金刚石硬而脆的不足，大大提高了产品整体的抗冲击韧性。硬质合金的易焊接性则解决了聚晶金刚石很难通过焊接方法与其他材料结合的难题，可以使聚晶金刚石复合片竖直镶焊在钻头上。聚晶金刚石复合片因自身性能优越，国内外竞相研制和生产，从而品种规格日益繁多，如图1所示。
主要特性：
1 ) 具有极高的硬度。聚晶金刚石的硬度为HV7500~9000，仅次于天然金刚石。而且其硬度和耐磨性各向同性，不需选向。其强度由于有韧性较高的硬质合金支撑，复合抗弯强度可达1500 MPa。
2 ) 具有很高的耐磨性。聚晶金刚石的耐磨性一般为硬质合金的60~80倍。在切削硬度较高(>HV1500)的非金属材料时，耐用度极高。
3) 具有较低的摩擦因数。聚晶金刚石与有色金属的摩擦因 数为0.1~0.3，而硬质合金与有色金属的摩擦因数是0.3~0.6。由聚晶金刚石(简称PCD)材料制作的PCD刀具，与硬质合金刀具相比可降低切削力和切削温度约1/2~1/3。
4) 具有很高的导热性。聚晶金刚石的导热系数是硬质合金的1.5~7倍，可以大大降低切削区的温度，提高刀具耐用度。
5) 具有较小的膨胀系数。聚晶金刚石的线膨胀系数很小，约为一般钢的1/10。另外，因为刀刃锋利，已加工表面加工硬化程度仅为硬质合金刀具的1/3左右，所以加工精度好。
6) 可以根据需要制作成各种尺寸和形状。
7) 表现出比单晶金刚石明显优越的韧性和抗冲击性能，在一定程度上弥补了单晶金刚石脆性大、易解理破裂的缺点。
发展简史：
人们对制造聚晶金刚石的设想大概来源于对天然“卡布纳多”金刚石的认识——这种金刚石由无数微小的金刚石颗粒组成，含有少量的杂质，颗粒呈无序排列、无解理面，具有很高的硬度、强度和耐磨性，在自然界很稀少。
从20世纪60 年代起，美国与前苏联的科学家就尝试人工合成“卡布纳多”。
1964 年GE 公司的Delai 首次以“某些金属添加剂能使金刚石与金刚石之间产生直接结合”申请了美国专利。
1966 年Blainley 等人提出用亲和性金属为结合剂制取金刚石聚结体。
1967 年前苏联斯拉乌季契的金刚石与硬质合金的混合烧结体以及由石墨相变聚结的人造“巴拉斯”和人造“卡布纳多”的报告相继发表。
1970 年美国Hall 和Stromberg 完成烧结金刚石的试验。
1971年katzman 公布金刚石微粒通过钴融熔再结晶聚结的报告。
1971 年GE 公司发明了由硬质合金支撑的聚晶金刚石复合片(简称PDC)。
1972—1973 年正式用于商品化生产，起初应用于机械加工刀具。
1976年正式向市场提供石油、地质钻头专用系列产品。
1981 年该产品获美国近海技术工程特别贡献奖。
在英国，De Bees 公司于1977 年研制成功适合于机械加工用的PDC，1983年向市场出售石油、地质钻头专用系列PDC 产品。
而美国的合成公司于1983 年才进入PDC 市场，经过卓有成效的研发工作及坚持不懈的努力，使其产品的耐磨性、抗冲击性大为提高，从而在1997 年成为了钻井PDC 市场份额的领先者。
另外美国的梅加金刚石公司、丹尼斯工具以及凤凰晶体公司也分别向钻头公司及其他钻井工具服务公司或一些定向的终端用户提供PDC、牙轮钻头专用的一些异形PDC 齿及轴承用PDC。
多年来PDC 在诸多应用领域的卓越表现证明，这无疑是材料科学领域具有划时代意义的发明。
主要分类：
结合剂类型的不同导致聚晶金刚石的显微组织结构中金刚石相的结合方式及其性能出现明显差异。划分聚晶金刚石类型对实际应用具有重要意义。从合成工艺、产品宏观特性及显微结构特点的角度出发，聚晶金刚石可以分为三种类型。
1) 生长-烧结型聚晶金刚石。
金刚石颗粒被烧结在一起，晶粒之间界面上以金刚石—金刚石键合方式结合，金刚石相形成整体的刚性骨架结构。作为烧结助剂的铁族金属或合金则以孤岛形态弥散分布在骨架内。该类聚晶金刚石常用的结合剂是Co或Co合金、Ni或Ni合金。烧结过程中以金刚石颗粒长大和颗粒间烧结颈的生长为主，该种聚晶金刚石具有耐磨性好、硬度高等特点，但其热稳定性较差，耐热温度一般在700℃左右。图2为生长-烧结型聚晶金刚石的显微组织示意图。
2) 烧结型聚晶金刚石。
结合相主要是碳化物相，它将金刚石颗粒包覆结结在一起，形成典型的粉末冶金液相烧结材料的显微组织结构，见图3。常用的结合剂有Si、Ti、Si-Ti、Si-Ni、Si-Ti-B等。烧结型聚晶金刚石有很好的耐热性，耐热温度可达1200℃。与生长-烧结型聚晶金刚石相比，其耐磨性较差，但成本低，对于一些对耐磨性要求不高或对耐热性要求较高的应用场合烧结型聚晶金刚石有其优势。
3) 生长型聚晶金刚石。
以石墨和触媒金属为原料，在超高压高温条件下使石墨转变为金刚石，并依靠金刚石的生长使金刚石颗粒烧结在一起。由于石墨不能完全转变，聚晶金刚石的性能很难控制。该种类型的聚晶金刚石仅限实验室试制，还未见商品化产品。
制造工艺：
聚晶金刚石和金刚石复合片一般由静态超高压-高温方法制造，所用设备主要有六面顶金刚石专用液压机和年轮式两面顶压机，这些超高压设备与合成人造金刚石单晶所用设备完全相同。
1) 聚晶金刚石和金刚石复合片生产工艺流程，见图4和图5。
图5 聚晶金刚石和金刚石复合片生产工艺流程
2) 静态超高压设备。
目前生产聚晶金刚石和金刚石复合片的静态超高压设备有两种类型：中国(包括少部分国外厂家)普遍采用铰链式六面顶超高压设备(或称作六面顶压机)作为主要设备；国外则主要采用年轮式两面顶压超高压设备(或称作两面顶压机)。六面顶超高压设备生产聚晶金刚石或金刚石复合片的优点是：产生的压力场更接近水静压力，合成腔内的应力场状态更为合理；机器工作效率高，设备造价相对低廉。缺点是合成腔体大型化困难。两面顶超高压设备生产聚晶金刚石或金刚石复合片的优点是：压力和温度的控制精度较高；合成腔体大型化易于实现，适合于生产大尺寸产品或单次合成多个产品。缺点是设备运行成本高。
性能指标：
1) 耐磨性。
聚晶金刚石作为切削或钻削工具材料使用时，其耐磨性与工具的寿命具有直接的对应关系，因此耐磨性成为聚晶金刚石最重要的性能指标。聚晶金刚石的耐磨性通常用磨耗比来表示。目前聚晶金刚石磨耗比的测定方法采用的是行业标准“人造金刚石烧结体磨耗比测定方法”。
2) 热稳定性。
热稳定性也被称为耐热性，一般用耐热温度表示，是指聚晶金刚石要保持性能基本不变所能承受的最高热处理温度。热稳定性是聚晶金刚石重要的性能指标之一，它涉及到制作聚晶金刚石工具的工艺过程以及工具的使用环境，是工具制造者必须重点考虑的性能参数。加工制造时所用温度过高或工具在过高温度下使用，都会使聚晶金刚石工具使用效果变差。
3) 抗冲击韧性。
抗冲击韧性是指聚晶金刚石或金刚石复合片在冲击载荷作用下不发生破坏的最大能力。该性能指标对于聚晶金刚石工具能否发挥其具有硬度高、耐磨性好、寿命长等特点至关重要。
4) 抗弯强度。
采用三点弯曲试验测定聚晶金刚石的抗弯强度。聚晶金刚石试样可以制成棒状，也可以是圆片状。
5) 硬度。
聚晶金刚石的硬度值很高，仅次于单晶金刚石，一般用努氏(Knoop)硬度来测量。
6) 导电性。
一般来讲，聚晶金刚石导电性不是很好，电阻值很大。普通的电火花加工设备很难胜任对聚晶金刚石的加工，必须有专用的电火花加工电源才能够获得可以接受的加工速度。即使如此，专用电火花设备加工聚晶金刚石仍比普通电火花设备加工金属材料要慢很多。
7) 耐腐蚀性。
生长-烧结型聚晶金刚石在酸液或碱液中长时间加热处理后，其力学性能(硬度、耐磨性等)基本保持不变。生长-烧结型聚晶金刚石在强酸处理后，由于作为结合剂的金属相与酸反应后从聚晶金刚石(简称PCD)中被浸出，PCD的导电性明显下降。
烧结型聚晶金刚石的主相金刚石和结合相碳化物都具有耐酸碱腐蚀的特性。聚晶金刚石在酸液或碱液中长时间加热处理后，其力学性能和物理性能基本保持不变。
应用领域：
1) 聚晶金刚石钻头。
适用于石油钻探、地质勘探的小直径聚晶金刚石钻头(图6)成本相比于天然金刚石非常低廉，且耐磨性高。
2) 聚晶金刚石喷嘴。
目前五金和机械行业进行喷砂喷丸加工时普遍使用的是氧化铝陶瓷喷嘴、硬质合金喷嘴和碳化硼喷嘴。由聚晶金刚石材料制成的喷嘴比普通材料喷嘴的寿命提高了10~200倍，获得了前所未有的长使用寿命。采用聚晶金刚石喷嘴能够大幅降低材料消耗，明显提高工作效率，还可以大大减少市场对陶瓷磨料和碳化物的需求，具有明显的节能和环保的社会效益。聚晶金刚石喷嘴具有性能可靠、寿命极长的特点，适用于很多耐磨性要求高的场合。同时因为具有耐酸、耐碱、耐腐蚀的特点，聚晶金刚石喷嘴还适用于水切割、酸碱液喷口、泥浆喷射口等场合，市场和应用前景极为可观。
3) 金刚石复合片止推轴承。
螺杆钻具是石油钻井中以泥浆为动力的一种井下动力钻具。新型螺杆钻具的传动轴总成采用了硬质合金径向轴承和金刚石复合片的平面止推轴承(图7)，使其寿命更长承载能力更高。
4) 石材加工。
将钻探用金刚石复合片切割成四方形或长条形应用于软石材的开采和切割工具，可以得到更高的加工效率。
5) 其他耐磨器件的应用。
聚晶金刚石用于电子元器件贴片封装贴片机的吸嘴、要求高耐磨的V形槽表面、要求高耐磨或低粗糙度的模具或夹具部件等都取得了好的使用效果。
未来发展方向：
1) 聚晶金刚石和金刚石复合片的尺寸大型化。
随着生产技术的进步和应用领域的不断拓展，可能对聚晶金刚石和金刚石复合片工具或刀具的尺寸大型化要求会越来越强烈。目前，某些国外公司可批量生产直径达50.8~ 80.0 mm的规格产品。甚至有国外厂家声称已制造出可以商品化的直径120 mm的金刚石复合片。
近年来，国内刀具用金刚石复合片生产技术研究也取得了长足的进步，目前市场上已可提供最大直径尺寸达40~50 mm规格的质量优良的产品。聚晶金刚石和金刚石复合片的尺寸大型化能够扩大其应用范围，加工出更多或形状更复杂的小单元。更重要的是对于刀具和拉丝模这类用途，大直径产品可以大大降低聚晶金刚石和金刚石复合片小单元的成本，将更受欢迎。
2) 聚晶金刚石和金刚石复合片的晶粒细化。
金刚石晶粒细化可以显著提高材料的抗弯强度，同时使金刚石复合片工具获得更低的加工表面粗糙度。目前的切削刀具用金刚石复合片和拉拔工具用聚晶金刚石的金刚石晶粒度都在微米级水平。对亚微米级甚至更细的聚晶金刚石的研究已有二、三十年历史，大部分研究采用的是爆炸法。虽有一定的研究成果，但整个研究水平未见明显提高。另外，因为其制作的高难度和性能的局限，至今还未出现广泛的应用。
晶粒的细化会给聚晶金刚石带来更好、更特别的性能，因此它仍然是未来聚晶金刚石发展的方向。近十几年来纳米技术的蓬勃发展，也促使专家学者关注并投入到纳米晶粒度多晶金刚石的研究中。工业应用也一直期待着由稳定的制造工艺得到稳定的纳米聚晶金刚石产品。
3) 金刚石复合片层间内界面的新型结构设计。
非平面结合是指硬质合金基体与聚晶金刚石层间采用波浪形、锯齿形等曲面结合，后来又进一步发展为台阶形、同心圆、螺旋、间断的圆弧或其他更复杂的立体几何形式结合。这些措施在一定程度上提高了复合片的机械结合强度，降低了硬质合金基体与聚晶金刚石层间的残余应力，提高了钻齿的整体抗冲击强度，取得了很好的使用效果。
通过有限元计算可以得到不同形状层间内界面下金刚石复合片的残余应力分布，从而判断所设计的层间内界面结构是否合理。从20世纪90年代起，金刚石复合片石油钻齿出现了非平面结合的革命性改变。因此，如何设计出更合理更有效的界面结构，是改进和提高金刚石复合片性能质量的重要技术，也是未来金刚石复合片的研究发展方向之一。
4) 金刚石复合片表面状态的改性研究。
20世纪90年代中后期，开始大量采用镜面抛光的钻探用金刚石复合片钻齿。经过抛光的金刚石表面被认为更有利于金刚石复合片钻齿的排屑，降低了金刚石复合片钻头发生泥包的概率，能够明显提高钻进速度，延长钻头使用寿命。将金刚石复合片中的钴去除可以提高耐热性的研究早在20世纪80年代已有报道。美国NOV公司重新利用该成果近几年推出脱钴金刚石复合片，并得到专利保护。
脱钴金刚石复合片是将金刚石复合片表面深约0.3 mm的钴相从金刚石相间去除，消除了金刚石复合片工作在较高温度下钴的危害作用，大大提高了金刚石复合片钻齿的耐磨性，据称可以比未脱钴的金刚石复合片寿命提高三倍。
5) 异型端面金刚石复合片技术研究。
钻探用外齿型金刚石复合片钻齿是将金刚石复合片钻齿的金刚石端面由平面改为齿面，齿面可以是波浪形、锯齿形或梯形。焊接金刚石复合片钻头时应使金刚石端面上异型沟槽指向岩石面，在岩石钻探工作中带沟槽钻齿的工作部位(刃口)逐渐形成了一排“牙齿”，这排齿的切岩能力和效果要远胜过平面无齿的金刚石复合片钻齿，而且这种效果基本上可以一直保持到整个钻齿失效。用这种新型钻齿制作成钻头，可以明显改进金刚石复合片钻齿的破岩效率，特别是对付软弱型岩层，解决了金刚石复合片易打滑的技术难题。
6) 少添加或无添加黏结相聚晶金刚石技术的研究。
在少添加乃至无添加黏结相的条件下，将金刚石烧结在一起，是超高压合成聚晶金刚石(PCD)研究领域专家学者长期以来要实现的目标。自从透明的聚晶立方氮化硼研制成功以来，一直期待着纯的、一定厚度的透明PCD能够诞生。因为纯PCD不但会在工具材料的性能上产生飞跃，也会在功能材料上迎来广阔的应用空间。
免责声明：本文整理自贾成厂、李尚劼的《聚晶金刚石复合片》，其原创性以及文中表达的观点和判断不代表爱锐网，爱锐网本着传播知识、有益学习和研究的目的进行摘录，仅供读者参考交流，如有著作权人或出版方提出异议，将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们，以便我们及时纠正。
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第二篇金刚石复合片:金刚石刀具基础知识
金刚石刀具基础知识
金刚石刀具的概况
金刚石刀具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。可以用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。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。
金刚石刀具的类型
1、天然金刚石Natural Diamond(ND)；
2、人造聚晶金刚石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD)；
3、人造聚晶金刚石复合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC)；化学气相沉积涂层金刚石刀具Chemical各类金刚石刀具(4张)Vapor Deposition Diamond Coated Tools(CVD)。
4、沉积厚度达100µm的无衬底纯金刚石厚膜Thick Diamond Film(CD)；
5、在刀具基体表面直接上沉积厚度小于30µm的金刚石薄膜涂层Coated Thin Diamond Film(CD)。
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。
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。
人造聚晶金刚石复合片(PDC)刀具
为提高PCD刀片的韧性和可焊性，常将PCD与硬质合金刀体做成人造聚晶金刚石复合刀片(PDc)。即在硬质合金基底其表面压制一层0.5～1mm厚的PCD烧结而成。复合刀片的抗弯强度与硬质合金基本一致，硬度接近PCD，故可以替代PCD使用。PCD及人造聚晶金刚石复合片(PDC)刀具的刃口锋利性和加工的工件表面质量低于ND。同时其可加工性很差，磨削比小，难以根据刀头的几何形状任意成形。目前利用人造聚晶金刚石复合片只能制备车刀，至今还不能制造带断屑槽的可转位刀片和复杂三维曲面几何形状的铣刀。
CVD金刚石厚膜(TDF)焊接刀具
金刚石厚膜焊接刀具是把激光切割好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。如图3(a)所示，为CVD金刚石厚膜(金刚石膜厚度达30µm)，具有硬度高、耐磨损、摩擦系数小等特点，是制造切削有色金属和非金属材料刀具的理想材料。由于金刚石焊接过程工艺复杂，CVD金刚石厚膜(TDF)焊接刀具尚未大批量应用。
金刚石涂层刀具
金刚石涂层刀具是用CVD法直接在硬质合金(K类硬质合金)或陶瓷等基体上沉积一层1～25µm金刚石薄膜，无解理面各向同性。如图3(b)。薄膜涂层刀具硬度达9800～10000HV。热导率高，室温下导热系数高达2000W·m-1·K-1，而硬质合金刀具导热系数仅为80～100m-1·K-1。CVD方法金刚石可以涂层到任何复杂形状的刀具上，这是聚晶金刚石无法拥有的最显著的优势。
立方氮化硼(PCBN)刀具
立方氮化硼(PCBN)是继人工合成金刚石之后出现的第二种无机超硬材料,其硬度略次于金刚石,热稳定性好,耐热性可达到1400~1500度,比金刚石的耐热性(700~800度)几乎高一倍.立方氮化硼(PCBN)刀具主要适合加工各种黑色金属及其合金材料;最适合于各种淬硬钢(碳素工具钢 轴承钢 模具钢 高速钢)珠光体灰口铸铁(钒钛铸铁)冷硬铸铁高温合金(镍基合金钴基合金)及表面喷涂堆焊的加工.具有使用寿命长,减少换刀次数,补偿停机所花的时间,使数控机床和自动化生产线的高效能得到更充分的发挥,可以改变传统的机械加工方式(即淬火前用刀具粗加工和淬火后用砂轮精加工的方法),从而能在一台数控机床进行淬火前淬火后的车削加工(以车代磨),具有很好的经济效益.
第三篇金刚石复合片:金刚石刀具材料简介
金刚石刀具材料简介
可以制成切削刀具金刚石材料有天然单晶金刚石、人造单晶金刚石、化学气相沉积法(CVD)金刚石厚膜、人造聚晶金刚石复合片等。 1、天然单晶金刚石 天然单晶金刚石一种各向异性单晶体。硬度达HV9000-10000，自然界最硬物质。这种材料耐磨性极好，制成刀具切削可长时间保持尺寸稳定，故而有很长刀具寿命。 天然金刚石刀具刃口可以加工到极其锋利。可用于制作眼科神经外科手术刀；可用于加工隐形眼镜曲面；可用于切割光导玻璃纤维；用于加工黄金、白金首饰花纹；最重要用途于高速超精加工有色金属及其合金。如铝、黄金、巴氏合金、铍铜、紫铜等。用天然金刚石制作超精加工刀具其刀尖圆弧部分400倍显微镜下观察无缺陷，用于加工铝合金多面体反射镜、无氧铜激光反射镜、陀螺仪、录像机磁鼓等。表现粗糙度可达到Ra(0.01-0.025)μm。 天然金刚石材料韧性很差，抗弯强度很低，仅为(0.2-0.5)Gpa。热稳定性差，温度达到700℃-800℃时就会失去硬度。温度再高就会碳化。另外，它与铁亲力很强，一般不适于加工钢铁。 2、人造单晶金刚石 人造单晶金刚石作为刀具材料，市场上能买到目前有戴比尔斯(DE-BEERS)生产工业级单晶金刚石材料。这种材料硬度略逊于天然金刚石。其它性能都与天然金刚石不相上下。由于经过人工制造，其解理方向尺寸变得可控统一。随着高温高压技术发展，人造单晶金刚石最大尺寸已经可以做到8mm。由于这种材料有相对较好一致性较低价格，所以受到广泛关注。作为替代天然金刚石新材料，人造单晶金刚石应用将会有大发展。 3、人造聚晶金刚石 人造聚晶金刚石(PCD)高温高压下将金刚石微粉加溶剂聚合而成多晶体材料。一般情况下制成以硬质合金为基体整体圆形片，称为聚晶金刚石复合片。根据金刚石基体厚度不同，复合片有1.6mm、3.2mm、4.8mm等不同规格。而聚晶金刚石厚度一般0.5mm左右。目前，国内生产PCD直径已经达到19mm，而国外如GE公司最大复合片直径已经做到58mm，戴比尔斯公司更达到了74mm。 根据制作刀具需要可用激光或线切割切成不同尺寸角度刀头，制成车刀、镗刀、铣刀等。 PCD硬度比天然金刚石低(HV6000左右)，但抗弯强度比天然金刚石高很多。另外，通过调整金刚石微粉粒度浓度，使PCD制品机械物理性能发生改变，以适应不同材质、不同加工环境需要，为刀具用户提供了多种选择。 PCD刀具比天然金刚石抗冲击抗震性能高出很多。与硬质合金相比，硬度高出3-4倍；耐磨性寿命高50-100倍；切削速度可提高5-20倍；粗糙度可达到Ra0.05μm。切削效率高、加工精度稳定。 PCD同天然金刚石一样，不适合加工钢铸铁。这种刀具主要用于加工有色金属及非金属材料，如：铝、铜、锌、金、银、铂及其合金，还有陶瓷、碳纤维、橡胶、塑料等。PCD另一大功能加工木材石材。 PCD刀具特别适合加工高硅铝合金，因此汽车、航空、电子、船舶工业得到了广泛应用。 4、CVD金刚石膜 CVD金刚石厚膜一种化学气相沉积法制成金刚石材料。作为刀具材料其硬度高于PCD。由于不含金属结合剂，所以有很高热传导率抗高温氧化性能。但，目前生产CVD材料韧性比较差，它不能用线切割方式进行切割加工，使用上受到了一定限制。由于没有切磨方向性，磨加工工艺性较差，极难磨出象天然金刚石人造单晶金刚石一样锋利刃口。作为切削刀具使用尚处于试验阶段，有待进一步研究开发。
