在金刚石涂层实用化和商品化过程中人们又开发了DLC涂层

    20世纪80年代实现了在低压条件下用CVD法沉积金刚石薄膜后，进一步扩大了金刚石在切削工具上的应用，钻头除主、副刀刃外，螺旋排屑槽中也可涂覆金刚石涂层，立铣刀的外刃、底刃、排屑槽及齿槽均可沉积上金刚石涂层，大大进步了各部位的耐磨性，进步了加工速度及加工效率。沉积CVD涂层的方法很多，但各种方法成膜的质量、膜与基体的结合强度有所不同。

    在金刚石涂层实用化、商品化过程中，人们又开发了DLC(Diamond Like Carbon)涂层，即类金刚石涂层模具DLC涂层，又称类金刚石碳。它是金刚石与石墨结构的非晶质碳膜，具有接近金刚石的高硬度，以不同的涂层方法制成后，其硬度约为HV1000～8000，摩擦系数低(0.005～0.200)，表面非常平滑粗糙度可达Ra0.01μm，而金刚石涂层沉积膜因是金刚石结晶体，结晶晶粒取向不同，形成突起部分，致使表面粗糙度不佳(Ra=0.53micro;m)。

    模具DLC涂层技术是一个新的突破方向。企业的模具使用中，模仁使用寿命的长短影响着模具的使用寿命，也关系到模具的使用成本。通过<STRONG>模具DLC涂层技术处理，极大地减低了磨擦系数,极大提高了产品的表面硬度而且让打出来的模具更易脱离模具。目前模具DLC涂层技术应用已经引起更多模具使用企业的关注。

金刚石分为：

自然金刚石(ND)——结晶各向异性，在进行刃磨和使用时，须选择适当的方向。

人造聚晶金刚石(PCD)——以石墨为原料，在高温(约几千℃)、高压(约500MPa)下压制烧结形成。人造金刚石各向同性，硬度低于ND, 韧性高于ND 。

人造聚晶金刚石复合片(PCD/CC)——是以硬质合金刀片为基底，在其上烧结或压制出一层0.5～1.0mm厚的PCD，构成复合刀片，兼有硬质合金与PCD的特性。

金刚石薄膜涂层刀具(CD) , 用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)方法在刀具表面涂覆一层厚10～25μm的金刚石薄膜，是在低压条件下沉积合成的金刚石薄膜。

金刚石厚膜涂层刀具(TFD)——CVD可以在基体上沉积出大于0. 2mm的厚膜，此厚膜可被切割出一定尺寸外形，焊在硬质合金刀片上使用。

金刚石刀具适合加工各类复合材料以及非铁金属如铝、铜及其合金，包括难加工的高硅铝；尚可加工各类难加工复合系烧结材料、陶瓷、硬质合金、玻璃、木材等。但不适宜加工铁、镍、钻等铁族材料，由于加工这些材料时切削温度大于700 ℃，铁有催化作用，使金刚石转化为石墨，导致金刚石刀具本身磨损加速。硬质合金中虽含钴结合相，因催化作用较缓和，故也可算为复合材料的硬质合金，可用金刚石刀具切削，而其他刀具材料硬度不够，根本无法切削此种材料。

　   金刚石DLC涂层是新型刀具涂层材料之一。它利用低压化学气相沉积技术在硬质合金基体上生长出一层由多晶组成的金刚石膜，用其加工硅铝合金和铜合金等有色金属、玻璃纤维等工程材料及硬质合金等材料，刀具寿命是普通硬质合金刀具的50～100倍。金刚石涂层采用了很多金刚石合成技术，最普通的是热丝法、微波等离子法和DC等离子喷射法。通过改进涂层方法和涂层的粘结，已生产出金刚石涂层刀具，并在产业上得到了应用。

　   类金刚石碳（Diamond-like Carbon）DLC泛指不定性碳的晶体结构材质，此类材质里同时存在着如钻石般（SP3）及石墨般（SP2）碳原子排列方式，杂乱交错地结合在一起。DLC涂层可达至高硬度（2000-5000 Hv），低摩擦系数（0.01-0.1）抗酸抗碱的化学特征，优良的耐磨性能，与基体结合力强，具有优异的耐蚀性，能耐各种酸、碱等腐蚀，对金属、塑料、橡胶、陶瓷等均有良好的抗粘结和防咬合性能，表面粗糙度低（可达镜面级），可在各种钢铁、钛合金、硬质合金等材料上沉积，其中含金属DLC更有导电特性。可做到涂层厚度：0.5 ~ 3μm，涂层最高耐热400℃。

　　 DLC涂层表面非常光滑，有着耐磨和固体润滑功能。其应用非常广泛，在不同工业领域都能找到它的应用例子。

　　 开发的新的DLC 

　　 针对不同的行业

　　 PVD - DLC涂层（类金刚石涂层）的运用：

　　 精密模具 - DLC涂层后，产品在“干”情况下（无润滑油）亦可容易脱模。具有高润滑性和高硬度，更耐磨，并获得更长的使用寿命。

  　类金刚石涂层在对某些材料(Al、Ti及其复合材料)的机械加工方面具有明显上风。通过低压气相沉积的类金刚石涂层，其微观结构与自然金刚石相比仍有较大差异。九十年代，常采用激活氢存在下的低压气相沉积DLC，涂层中含有大量氢。含氢过多将降低涂层的结协力和硬度，增大内应力。DLC中的氢在较高的温度下会慢慢开释出来，引起涂层工作不稳定。

    不含氢的DLC硬度比含氢的DLC高，具有组织均匀、可大面积沉积、本钱低、表面平整等优点，已成为近年来DLC涂层研究的热门。美国科学家A.A.Voevodin提出沉积超硬DLC涂层的结构设计为Ti-TiC-DLC梯度转变涂层，使硬度由较软的钢基体逐渐进步到表层超硬的DLC涂层。这类复合涂层既保持了高硬度和低摩擦系数，又降低了脆性，进步了承载力、结协力及磨损抗力。日本住友公司推出了在硬质合金刀片上涂覆金刚石DLC的DL1000涂层，用于切削铝合金和非铁金属，抗粘结，能有效降低已加工表面的粗糙度。

　　 经过多年的研究表明：由于类金刚石涂层的内应力高、热稳定性差及与玄色金属间的触媒效应使SP3结构向SP2转变等缺点，决定了它目前只能应用于加工有色金属，因而限制了它在机加工方面的进一步应用。但是近年来的研究表明，以SP2结构为主的类金刚石涂层(也称为类石墨涂层)硬度也可达到20～40GPa，却不存在与玄色金属起触媒效应的题目，其摩擦系数很低又有很好的抗湿性，切削时可以用冷却剂也可用于干切削，其寿命比无涂层刀有成倍的进步，可以加工钢铁材料，因而引起了涂层公司、刀具厂家的极大爱好。假以时日，这种新型的类金刚石涂层将会在切削领域得到广泛的应用。

金刚石刀具类型及其性能

目前，产业用金刚石刀具根据成分和结构不同可分为五种：

自然金刚石Natural Diamond(ND)；

人造聚晶金刚石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD)；

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 Vapor Deposition Diamond Coated Tools(CVD)。

沉积厚度达100μm的无衬底纯金刚石厚膜Thick Diamond Film(CD)；

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)。

根据CVD金刚石涂层刀具中金刚石微粒尺寸分为：微晶金刚石涂层Microcrystalline Diamond(MCD)和纳米金刚石Nano Crystalline Diamond(NCD)两种。为微晶金刚石表面形貌。传统的金刚石涂层是由平面形晶体组成，其尺寸为1.5μm。纳米晶体的金刚石涂层晶体结构为特殊结构，晶体尺寸仅为(0.01～0.2)nm。由于金刚石刀具类型繁多，刀具结构和性能差异明显，适合的不同的场合