白清顺，张亚博，王永旭，何欣

（1.哈尔滨工业大学，哈尔滨 150001；2.一汽-大众汽车有限公司，北京 100083）

化学气相沉积（Chemical vapor deposit，CVD）金刚石具有高硬度、高热传导率、低摩擦因数，以及良好的力学性能，是一种良好的刀具材料[1-3]。在切削加工领域，CVD 金刚石常常被涂附在硬质合金刀具表面，形成涂层微刀具对铜、镁、铝合金、石墨、陶瓷等难加工材料进行精密超精密加工[4-8]。然而，复杂的切削条件常常引起金刚石刀具的损伤和失效，这严重限制了金刚石涂层刀具进一步推广使用。因此，研究切削加工过程中刀具的损伤机理对延长刀具的使用寿命和使用效率，提高加工表面的加工效率具有重要的意义。

为提高CVD 金刚石涂层微刀具的使用寿命，国内外学者开展了大量的研究工作来探究刀具的损伤失效机理。Ucun 等[9]切削加工718 镍超级合金的实验发现，CVD 金刚石涂层刀具比TiAlN 涂层刀具有更好的切削加工性，但是在切削加工过程中涂层脱落大大削减了 CVD 金刚石涂层刀具的使用寿命。Uhlmann 等[10]切削加工铝硅合金的实验发现，涂层上的压缩残余应力使得刀具具有更高的裂纹抗性，但是很容易引起涂层脱落和刀具失效。Naskar 等[11]高速干切削低碳钢的实验发现，塑性变形、晶粒剥落和涂层脱落是涂层刀具的主要损伤形式。此外，一些学者切削加工复合材料的实验发现，CVD 金刚石涂层刀具的涂层脱落和前刀面破坏是切削加工过程中刀具的主要损伤失效形式[12-14]。因此，CVD 金刚石涂层刀具的涂层脱落失效严重限制了刀具的使用寿命。……