CVD金刚石涂层刀具崛起，性价比远胜传统刀具？

  2021年全球机床数据一路高涨带动了刀具市场的繁荣。根据相关研究数据，预计到2022年全球刀具市场将达到390亿美元规模。而国内刀具行业也早已存在百亿级市场规模，且保持一个较高的增长速度，据不完全统计，2017年至2020 年平均市场规模为400亿元。

复合材料应用广泛CVD金刚石涂层刀具崛起

  近年来随着汽车、航空航天、3C等行业的飞速发展，各种难加工复合材料的应用越来越广泛，传统的硬质合金刀具或PVD涂层刀具的应用在受到了极大的限制，超硬刀具尤其是单晶金刚石刀具及PCD复合片刀具因其卓越的切削性能、优异的表面质量、超长的加工寿命越来越受到市场的认可和青睐。

  

  PCD复合片刀具

  但是，这两种刀具也存在一定缺点：

  单晶金刚石受到本身性能、规格尺寸、价格的限制，主要用于精加工和连续加工领域，且无法加工成复杂形状的刀具来使用；

  根据加工对象不同，PCD复合片需要选择不同规格的PCD材料，而且由于PCD复合片材料本身的性能差异，在一定领域内限制了其应用。

  金刚石涂层刀具

  与单晶金刚石刀具、PCD复合片刀具不同，CVD金刚石涂层刀具是采用化学气相沉积（CVD）的方法在硬质合金刀具表面沉积CVD金刚石涂层的刀具。在CVD金刚石涂层过程中，刀具表面是纯金刚石，没有任何添加剂存在，避免了PCD复合片中添加剂金属存在导致的应用局限。而且整个沉积过程是在气氛状态下进行，对刀具几何形状没有特殊要求，可以在任意形状的硬质合金刀具表面做涂层，满足复杂轮廓的加工需求。

兼具强韧性和低摩擦系数超高性价比完胜传统刀具？

  CVD金刚石涂层刀具既具有硬质合金的强韧性，又兼具了金刚石表面平整光滑、摩擦系数小和容易研磨抛光等优点，在切削加工领域的需求日益广泛。

石墨模具加工。已有数据表明带有CVD金刚石涂层的硬质合金刀具加工石墨模具时，其寿命可达未涂层的硬质合金刀具的10倍以上，同时，由于摩擦系数低，CVD金刚石涂层刀具加工速度可比硬质合金刀具高2-3倍，不需冷却液，可精确加工石墨电极的薄壁、深肋槽部位。在碳纤维复合材料的加工中，也有可能获得较长的刀具寿命和较高的加工质量。

  石墨模具

用于木工刀具。CVD金刚石涂层刀具因为刀具表面为纯金刚石膜，因此耐磨性极高，在木工刀具方面也广受欢迎。市场调研报告显示，CVD涂层刀具在加工氧化铝强化木地板上的寿命是PCD复合片寿命的2倍以上。而且在石材、玻璃纤维、碳基复合材料及有机复合材料的加工领域，CVD金刚石涂层刀具也是目前最理想的刀具材料。 用于高精度刀具。在制版行业广泛应用的制版精修刀、首饰行业用到的首饰刀等，这些刀具要求其本身的精度极高，刀具表面的粗糙度极低，以前只能使用单晶金刚石刀具才能满足需求。目前CVD金刚石涂层刀具已广泛应用于超精加工领域，耐磨性比PCD刀具高2-10倍，加工质量可与单晶金刚石刀具相媲美，而性价比远优于单晶金刚石刀具。 国内技术尚未成熟研发和抢占市场两手抓

  从发展水平来看，国外CVD金刚石涂层技术已日趋成熟，已有多家以CVD金刚石涂层刀具技术进行。对于国内企业来讲，技术成熟度差一些，基本上是处于边研发边抢占市场阶段。

  金刚石涂层刀具

  厦门金鹭（2022 ITES展商）和株钻（2022 ITES展商），已经向市场推出涂层刀具，包括PVD涂层和CVD金刚石涂层，都是作为硬质合金刀具品质的提升。

  嘉兴沃尔德作为科创板上市企业，一直将CVD金刚石涂层的储备技术，且已经小规模地开展及应用。

  河北通过自主研发，拥有完全自主知识产权的CVD生长设备及涂层技术，可稳定批量的向市场供货，其产品质量在大部分加工领域已经达到甚至超出国外水平。

  值得注意的是，CVD金刚石涂层刀具也并非毫无缺点。因金刚石薄膜与硬质合金基体间附着力较差的缺点限制了CVD纳米金刚石涂层刀具大规模工业化的应用。随着科研工作者的继续努力，相信不久的将来，CVD金刚石涂层不论在技术、设备还是工艺上都会得到很大进展。

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