在切削加工中，刀具性能對切削加工的效率、精度、表面質量有著決定性的影響。刀具性能的兩個關鍵指標——硬度和強度(韌性)之間似乎總是存在著矛盾，硬度高的材料往往強度和韌性低，而要提高韌性往往是以硬度的下降為代價的。在較軟的刀具基體上涂覆一層或多層硬度高、耐磨性好的金屬或非金屬化合物薄膜(如TiC、TiN、Al2O3等)組成的涂層刀具，較好的解決了刀具存在的強度和韌性之間的矛盾，是切削刀具發展的一次革命。

　　涂層刀具是近20年來發展最快的新型刀具。目前工業發達國家涂層刀具已占80%以上，CNC機床上所用的切削刀具90%以上是涂層刀具。

　　1涂層刀具、涂層材料及涂層方法

　　1)涂層刀具的特點

　　涂層刀具結合了基體高強度、高韌性和涂層高硬度、高耐磨性的優點，提高了刀具的耐磨性而不降低其韌性。涂層刀具通用性廣，加工范圍顯著擴大，使用涂層刀具可以獲得明顯的經濟效益。一種涂層刀具可以代替數種非涂層刀具使用，因而可以大大減少刀具的品種和庫存量，簡化刀具管理，降低刀具和設備成本。但是刀具在現有的涂層工藝進行涂層后，因基體材料和涂層材料性質差別較大，涂層殘留內應力大，涂層和基體之間的界面結合強度低，涂層易剝落，而且涂層過程中還造成基體強度下降、涂層刀片重磨性差、涂層設備復雜、昂貴、工藝要求高、涂層時間長、刀具成本上升等缺點。

　　2)常用的涂層材料及性質

　　·常用的涂層材料

　　常用的涂層材料有碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金剛石及復合涂層八大類數十個品種。根據化學鍵的特征，可將這些涂層材料分成金屬鍵型、共價鍵型和離子鍵型。

　　·涂層材料的性質

　　金屬鍵型涂層材料(如TiB2、TiC、TiN、VC、WC等)熔點高、脆性低、界面結合強度高、交互作用趨勢強、多層匹配性好，具有良好的綜合性能，是最普通的涂層材料。共價鍵型涂層材料(如B4C、SiC、BN、金剛石等)硬度高、熱脹系數低、與基體界面結合強度差、穩定性和多層匹配性差。而離子鍵型材料化學穩定性好、脆性大、熱脹系數大、熔點較低、硬度不太高。

　　在這些涂層材料中，用的最多的是TiC、TiN、Al2O3、金剛石以及復合涂層。

　　TiC耐磨性好，能有效地提高刀具的抗月牙洼磨損能力，適合于低速切削及磨損嚴重的場合；TiN涂層具有低的摩擦系數，潤滑性能好，能減少切削熱和切削力，適合于產生融合和磨損的切削；Al2O3的高溫耐磨性、耐熱性和抗氧化能力比TiC和TiN好，月牙洼磨損率低，適合于高速、大切削熱切削；金剛石涂層硬度和熱導性高，摩擦系數很低，適合于有色金屬合金的高速切削；而復合涂層綜合幾種涂層材料的特點，目前以雙涂層和三涂層組合居多。

　　3)常用涂層方法

　　目前常用的涂層方法是CVD(化學氣相沉積法)和PVD(物理氣相沉積法)，其它方法如等離子噴涂、火焰噴涂、電鍍、溶鹽電解等還存在較大的應用局限性。

　　CVD法是利用金屬鹵化物的蒸氣、氫氣和其它化學成分，在950～1050℃的高溫下，進行分解、熱合等氣、固反應，或利用化學傳輸作用，在加熱基體表面形成固態沉積層的一種方法。CVD法工藝要求高，而且由于氯的侵蝕及氫脆變形可能導致涂層易碎裂、基體斷面強度下降，涂層硬質合金時還易產生脫碳現象而形成n相。近年來，中、低溫CVD法和PCVD法開發成功，改善了原有CVD工藝。

　　PVD法起步晚、發展快、溫度低(約300～500℃)，優點很多，但涂層的均勻性不如CVD法，涂層與基體結合不太牢固，涂層硬度比較低，涂層優越性未得到充分體現。PVD法工藝要求比CVD法高，設%E