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CVD纳米金刚石具有优异的力学性能，CVD纳米金刚石涂层的表面粗糙度小、韧性好、导热性能好，在刀具涂层领域有广阔的应用前景。本文使用HFCVD法制备了不同晶粒尺寸的CVD纳米金刚石膜，研究了关键工艺参数对CVD纳米金刚石晶粒和薄膜质量的影响，制备了具有不同微/纳结构的复合涂层刀具，通过切削实验检验了刀具的切削性能。本文的主要研究工作和成果如下：1.研究了HFCVD法制备CVD金刚石膜时关键工艺参数对晶粒尺寸的影响。在实验条件下，生长气压对晶粒尺寸有较大的影响，CVD纳米金刚石的晶粒随气压的升高而增大；甲烷浓度对晶粒尺寸也有一定的影响，CVD纳米金刚石的晶粒随甲烷浓度增加而减小；衬底温度对晶粒尺寸影响不大。2.使用拉曼光谱系统研究了CVD纳米金刚石质量和晶粒的变化规律。拉曼光谱分析显示较低的气压和较高的甲烷浓度有利于晶粒的减小，但会导致晶粒结晶度下降，晶粒内部缺陷增多，薄膜中金刚石含量降低；相反，较高的气压和较低的甲烷浓度有利于提高薄膜质量，但会导致晶粒尺寸的增大；衬底温度对薄膜质量的影响主要体现在衬底温度较高时薄膜质量会有较大的降低。3.制备了多层微/纳结构的复合涂层，采用扫描电镜观察了复合涂层的截面结构，采用拉曼光谱检测了截面各层结构的成分，采用压痕实验检验了复合涂层的膜基结合性能。结果显示合适的基体预处理可以有效提高膜基结合性能，复合涂层的结构参数对膜基结合性能有较大影响，具有特定结构的复合涂层可以大大提升涂层的结合性能。4.制备了多层微/纳复合涂层刀具，开展了复合涂层刀具切削实验研究。实验结果显示制备的复合涂层刀具膜基结合性能较好，可适用于高硅铝合金的切削加工。