单晶金刚石在力学、光电学、热学等方面都具有极其优异的性能,广泛运用于工业、国防等领域。若要使得单晶金刚石材料合理而充分地表现其优异特性,必须借助于成熟的材料加工及处理方法来获得超光滑低损伤表面。目前运用广泛的机械研磨抛光法或是其他一些加工方法如激光抛光、动摩擦抛光、热铁盘抛光等都无法获得低损伤的最终表面,而化学机械抛光法理论上可以获得超光滑低损伤的金刚石加工表面。本文通过研究金刚石化学机械抛光工艺,优化研磨抛光工艺参数来提高金刚石加工表面质量,并最终尝试将该加工技术运用于提高圆弧刃圆柱后刀面单晶金刚石车刀后刀面表面质量。主要研究内容如下：(1)机械研磨是化学机械抛光的预处理工序,本文从磨料、研磨盘、研磨压力以及研磨盘转速等方面优化了研磨工艺。在优化后的工艺条件下研磨40 min,金刚石表面粗糙度Ra降至10 nm以下,且没有明显机械划痕,为后续的化学机械抛光提供了良好的初始加工表面。(2)金刚石化学机械抛光是机械与化学相互协同作用的结果,抛光液中氧化剂对金刚石氧化性的强弱是化学作用的直观体现。使用Fenton(过氧化氢与硫酸亚铁混合溶液)作为氧化剂进行化学机械抛光可以获得非常光滑的加工表面。(3)化学机械抛光过程中影响机械作用强弱的主要因素为磨料、压力及抛光转速等。通过优化抛光工艺参数使机械作用与化学作用实现平衡,并在优化后的工艺条件下抛光金刚石90 min获得Ra 2 mm以下的超光滑表面,局部粗糙度Ra达到0.308 nm(检测区域70μm×50μm)。(4)通过Raman光谱分析、扫描电镜分析等检测手段研究金刚石化学机械抛光后表面情况,推测材料去除机理。(5)设计并搭建了圆弧刃金刚石刀具圆柱后刀面化学机械抛光试验台。在该试验台上进行单晶金刚石车刀化学机械抛光90 min,可以使刀具后刀面线粗糙度Ra由280nm以上降至110nm左右。