涂層刀具材料

對刀具進行涂層處理是提高刀具性能的重要途徑之一。涂層刀具的出現，使刀具切削性能有了重大突破。涂層刀具是在韌性較好刀體上，涂覆一層或多層耐磨性好的難熔化合物，它將刀具基體與硬質涂層相結合，從而使刀具性能大大提高。涂層刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延長刀具使用壽命、降低加工成本。

新型數控機床所用切削刀具中有80％左右使用涂層刀具。涂層刀具將是今后數控加工領域中最重要的刀具品種。

⑴ 涂層刀具的種類

根據涂層方法不同，涂層刀具可分為化學氣相沉積(CVD)涂層刀具和物理氣相沉積(PVD)涂層刀具。涂層硬質合金刀具一般采用化學氣相沉積法，沉積溫度在1000℃左右。涂層高速鋼刀具一般采用物理氣相沉積法，沉積溫度在500℃左右；

根據涂層刀具基體材料的不同，涂層刀具可分為硬質合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金剛石和立方氮化硼)上的涂層刀具等。

根據涂層材料的性質，涂層刀具又可分為兩大類，即“硬”涂層刀具和 ‘軟”涂層刀具。“硬”涂層刀具追求的主要目標是高的硬度和耐磨性，其主要優點是硬度高、耐磨性能好，典型的是TiC和TiN涂層。“軟”涂層刀具追求的目標是低摩擦系數，也稱為自潤滑刀具，它與工件材料的摩擦系數很低，只有0.1左右，可減小粘接，減輕摩擦，降低切削力和切削溫度。

最近開發了納米涂層 (Nanoeoating)刀具。這種涂層刀具可采用多種涂層材料的不同組合 (如金屬／金屬、金屬／陶瓷、陶瓷／陶瓷等)，以滿足不同的功能和性能要求。設計合理的納米涂層可使刀具材料具有優異的減摩抗磨功能和自潤滑性能，適合于高速干切削。

⑵ 涂層刀具的特點

① 力學和切削性能好：涂層刀具將基體材料和涂層材料的優良性能結合起來，既保持了基體良好的韌性和較高的強度，又具有涂層的高硬度、高耐磨性和低摩擦系數。因此，涂層刀具的切削速度比未涂層刀具可提高2倍以上，并允許有較高的進給量。涂層刀具的壽命也得到提高。

② 通用性強：涂層刀具通用性廣，加工范圍顯著擴大，一種涂層刀具可以代替數種非涂層刀具使用。

③ 涂層厚度：隨涂層厚度的增加刀具壽命也會增加，但當涂層厚度達到飽和，刀具壽命不再明顯增加。涂層太厚時，易引起剝離；涂層太薄時，則耐磨性能差。