1、单晶金刚石刀具的种类
单晶金刚石刀具是目前超精密加工领域的主要切削刀具，其切削刀具一般质量大于0.1g，最小径长不小于2mm，可实现镜面加工，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，切削出来的效果非常光亮，是公认的、理想的超精密加工刀具。
单晶金刚石有天然和人造两种，天然单晶金刚石数量少，价格昂贵，主要用于某些有色金属的超精密切削加工或黄金首饰的生产中。
为了缓解大量的工业需求，科学家寻找人工的方法合成金刚石。人造单晶金刚石具备与天然单晶金刚石相同的结构而且有与之相媲美的性能，同时成本相对天然金刚石低廉，具有广泛的工业应用和商业前景。
（1）天然金刚石（ND）:
天然金刚石约98%属于Ia型氮[N]（~2500ppm）天然金刚石的形成大部份是在至少25亿年的岩石中产生，而且大约在140~200公里的地底下形成，在这个深度下的强大压力(每平方基叶150万磅）和极高温度（约2800℃)造成稀有的碳原子紧密的聚集在一起，而形成的晶体结构。
经过火山爆发，强烈的能量猛烈推挤含有金刚石的古老岩石，然后迅速的被岩浆或熔解的石头带到地面。由于金刚石拥有高硬度、高耐磨耗与高热传导系数，因此很早就被应用在切削工具之上，近年来科技进步，对加工质量与被加工物误差的要求，钻石的特性更被广泛的应用在光学元件的加工。
（2）人造（高温高压合成）单晶金刚石:
属于Ib型单结晶合成金刚石之一，氮[N]多为分散或固溶状态存在于晶体内部，人造单晶金刚石顾名思义是由人工合成的，在一个无氧且高温(1000°C以上)高压的环境里合成出来的，由于拥有和金刚石相当的高硬度、高耐磨耗与高热传导系数。
由于和金刚石同属于单结晶体，无晶界的性质可以制造出非常锋利的刀刃质量，是其他材料无法达到的境界，长久以来被应用在制作超精密加工的金刚石刀具，抛光工具和耐磨耗元件。
人造单晶金刚石目前最大尺寸可达8mm。
（3）人造（CVD合成）单晶金刚石:
属于IIa型金刚石型单结晶合成金刚石之一，氮[N]2、单晶金刚石刀具的性能优势
（1）单晶金刚石刀具具有极高的硬度（10000HV），从而获得良好的耐磨性；
（2）单晶金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利，切削时不宜粘刀和产生积屑瘤，可进行超薄切削和超精密加工；
（3）摩擦系数低，加工时变形小，可减小切削力；
（4）刃口在800倍Nomarski（尼康）显微镜下观察无缺陷，加工有色金属时表面粗糙度可达Rz0.1～0.05μm， 被加工工件的形状精度控制50nm以下；
（5）华菱超硬精选的单晶金刚石刀具颗粒，一致性好，使用寿命是硬质合金刀具的100倍，甚至几百倍。
3、单晶金刚石刀具的种类
按刀具结构来分:主要用于车刀、铣刀、轮廓刀、倒角刀，切槽刀。其中车刀、刀片所配备的机床为单点金刚石车床或其他精密车床；铣刀、倒角刀类常搭载CNC雕铣机或加工中心。
4、单晶金刚石刀具适合加工材料
（1）金，银；
（2）铜，铜合金；
（3）铝，铝合金；
（4）铍合金；
（5）无氧铜(OFC) ；
（6）无电解镍；
（7）石墨、玻璃、塑料、陶瓷，未烧结硬质合金；
（8）各种纤维和颗粒加强复合材料、橡胶和各种耐磨木材(尤其是实心木和胶合板、MDF等复合材料)；
备注:天然单晶金刚石刀具价格昂贵，一般用于某些有色金属的超精密切削加工或黄金首饰的生产中。
人工合成单晶金刚石的尺寸、形状和性能都具有良好的一致性，在精密应用中具有卓越的耐磨性和更长的工具寿命。可用作加工有色金属及非金属材料的切削刀具。
5、单晶金刚石刀具应用领域
（1）光学行业:如光学透镜，（非）球面透镜，光学玻璃，光学模仁，反射镜等；
（2）印刷行业:辊筒模具；
（3）汽车行业:夜间行驶光学系统，投影灯，铝合金轮毂等；
（4）3C行业:手机外圆镜面/按键镜面/电筒外圆镜面，计算机硬盘基片等；
（5）电子电器:如计算机硬盘基片等；
（6）国防工业/航空航天:如导弹的导航陀螺等；
（7）新材料:如陶瓷，工程塑料等；
（8）珠宝首饰；
（9）医疗器械:如隐形眼镜，加速器电子枪等；
6、单晶金刚石刀具在光学模仁方面的应用
为了保证光学镜片加工领域所加工出的各种凹、凸透镜片及菲涅尔镜片的模具能有非常理想的曲率半径，并且有非常高的复制性及稳定性，华菱超硬建议，模仁车刀刀尖夹角最小做到15°，刀尖圆弧500nm，波纹度10nm，即使圆弧在很大的情况下，波纹度也能控制在100nm以下，在加工抛物线刀具时，波纹度也能达到100nm，曲率半径的误差可达200nm，在高倍显微镜下，刃口光滑无缺陷，前后刀面的光洁度2nm。
（表面波纹度:是间距大于表面粗糙度但小于表面几何形状误差的表面几何不平度，属于微观和宏观之间的几何误差。）
（当波距λ＜1mm时，按表面粗糙度处理 ； 波距:1mm＜λ＜10mm，按表面波纹度处理）
7、单晶金刚石刀具在大型辊筒光电模具方面的应用
印刷机辊筒是印刷机械的核心部件，其表面光洁度、几何精度的高低会对印刷品的质量产生重要影响，尤其是在印制精美印刷品时，丝毫的误差都会降低印刷品的整体效果，使对开印刷产品两边发虚或失真，因此对于制造印刷机辊筒的模具要求也极高。
在对辊筒光学模具进行加工时，机床选择大型辊筒光学模具超精密加工机床，刀具则选择华菱超硬单晶金刚石刀具，辊筒的表面粗糙度低于10纳米，保证较高的加工效率和良品率。
8、单晶金刚石刀具和CVD金刚石刀具，PCD刀具的区别
“PCD刀具最适合加工铝和其他韧性较好的非铁合金（如铜、黄铜和青铜），以及具有高磨蚀性的复合材料（如石墨、碳—碳材料、加碳酚醛、玻璃纤维和多孔密封材料）。
单晶金刚石几乎专用于高精密的精加工，其极薄切削能力可确保获得极高的尺寸精度。PCD和CVD金刚石可用于许多相同的加工领域，但PCD更适合用于粗加工以及对刀具断裂韧性要求较高的加工场合。CVD金刚石更擅长精加工、半精加工和连续车削加工，这是因为其具有优异的耐磨性和高硬度，可以加工出更精密的工件。在需要复杂刀具几何形状的加工中，CVD金刚石也是最佳选择，而PCD毛坯只能制成较简单的刀具形状。
目前单晶金刚石刀具和PCD应用最为广泛，CVD厚膜刀具目前由于磨削工艺限制了其推广使用。”--资料来源 河南超硬材料研究所，2015年。
9、单晶金刚石和聚晶PCD的区别:
聚晶PCD与单晶金刚石在金相显微镜下的状况，左下图聚晶PCD可明显看出刀刃边缘会呈现锯齿状，而右图单晶金刚石则平顺光滑。
在加工方面的差异性:聚晶PCD材质之刀刃由许多微细晶体所构成，因此在进行加工车削，被加工物表面也会呈现一颗颗小晶粒所造成的痕迹；而单晶金刚石之刀具可以将刀刃完美的状态，直接复制在被加工物上。