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CVD金剛石由於其聚晶結構，可製造出超過實際天然金剛石的斷裂韌性 (抗斷裂性)。這個特點在斷續切削和砂輪修整等進攻性機械加工中證明是很有益的。一般情況下，CVD金剛石的機械牢固性類似于先進陶瓷的牢固性。
精心設計製造CVD金剛石獨立薄片的斷裂韌性、強度和其他關鍵性質，能改善用於CNC旋轉砂輪修整、高速或近似幹加工鋁和金屬基合成材料的高性能刀具。
CVD金剛石刀具與PCD刀具的製造方式類似，金剛石刀片被釺焊在鎢硬質合金或高速鋼刀體的帶有切口的角上，再用金剛石砂輪精磨刀具。厚膜金剛石刀片堅固的釺焊技術是20世紀90年代開發的，這個技術解決了對金屬切削加工薄膜、金剛石鍍層硬質合金刀片的粘結和刀體選擇的難題。而用於切削加工的金剛石鍍層硬質合金刀片的粘結與刀體選擇一直被廣泛認為是對切削加工有負面的影響。大多數獨立的用於切削刀具的厚膜CVD金剛石材料大約厚0.5mm。相對光滑、細顆粒(約1μm)晶核表面一般被拋光，用作切削刀具的前傾面;側面的粗顆粒表面(>50μm)被真空釺焊在鎢硬質合金刀體或高速鋼刀體上。
雖然CVD工藝的嚴格控制是關鍵，但是最終決定刀刃品質和刀具牢固性的還是刀具製造。大多數有經驗的製造商對於PCD工業常常使用磨削砂輪，而為了適應 CVD金剛石材料提高的硬度，他們又延長了磨削時間。
J&M金剛石刀具公司用PCD配方的砂輪磨削CVD金剛石，對比於PCD刀具，磨削一把CVD金剛石刀具刀刃要多用10%~20%的時間。然而延長刀刃磨削時間，可使得刀具製造商獲得優於PCD刀具刀刃的表面粗糙度。由於CVD金剛石比PCD更耐磨，所以簡單地加大磨削砂輪的進給量會產生一個過度的磨削力而損壞CVD金剛石刀具切削刃。
厚膜CVD金剛石可用精磨側面生產一個釺焊、鏡面表面粗糙度(Ra<0.05μm)的切削刀片。對比於薄膜CVD金剛石鍍層，厚膜刀片的這個獨特的性能使工件也能產生一個優良的表面粗糙度。厚膜CVD金剛石在刀具選擇中還提供了替換單晶金剛石刀具的機會。
獨立的CVD金剛石材料的牢固性和耐磨性使其成為高矽鋁銑削等廣泛的機械加工應用的優良選擇。CVD金剛石加工鋁合金時的刀具壽命常常是商用PCD刀具壽命的1.55倍。具體實際的改進決定於鋁合金、切削刀具的設計和製造技術。CVD金剛石刀具常常用於車削活塞,進行鋁輪精車和其他高矽鋁材料和金屬基合成材料的一般機械加工所需要的斷續切削。雖然高矽鋁總是CVD金剛石集中研究的物件,然而金剛石刀片刀具在低矽鋁材料機械加工中也越來越普遍。高生產率加工或精確的精加工等都要求使用金剛石刀具。一個汽車製造公司對一個鋁制零件進行了精加工操作,CVD金剛石刀片刀具不僅比PCD耐用30%,而且在刀具的整個壽命中,能連續加工出所要求的表面粗糙度。
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