硬質(zhì)合金刀具的硬涂層可提高刀具壽命和生產(chǎn)率坷澡。

    化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)已從早期的單涂層發(fā)展到現(xiàn)在的由Tic霎挚、TiN榄陆、TiCN和Al2O3復(fù)合多涂層凳福，而且通過(guò)選擇涂層的順序及涂層的總厚度來(lái)滿足特種金屬切削的要求投谅，尤其是Al2O3涂層可提供包括高的抗擴(kuò)散性磨損、優(yōu)良的抗氧化性和高的熱硬度等極好的高溫性能则钩，所以在鑄鐵及鋼等材料高速加工獲得廣泛應(yīng)用蘑劲。

    近年來(lái)，刀具制造商已引進(jìn)中溫(MT)CVD TiCN涂層诅慧，當(dāng)使用乙晴作為有機(jī)的C/N源紧除，TiCN的沉積大約發(fā)生在850℃，而高溫CVD TiCN涂層要加熱高于1000℃班聂。MT-TiCN涂層用于車削和銑削時(shí)具有很好的耐磨性能竿靠，它具有穩(wěn)定的C/N比，并可減少涂層與硬質(zhì)合金基體之間界面形成eta相的傾向霍衫。

    十多年前候引，物理氣相沉積(PVD)已應(yīng)用于圓柱形硬質(zhì)合金刀具，包括間斷切削和/或一些需要鋒利刀刃的金屬切削刀片敦跌。最初PVD涂層只限于TiN,而現(xiàn)在工業(yè)上已有適用的PVD TiCN和TiAlN涂層澄干，采用多種不同的PVD技術(shù)，如電子束蒸發(fā)柠傍、濺射麸俘、電弧蒸發(fā)等。

    CVD金剛石涂層采用了許多金剛石合成技術(shù)惧笛，最普通的是熱絲法从媚、微波等離子法和d、c等離子噴射法患整。通過(guò)改進(jìn)涂層方法和涂層的粘結(jié)拜效，已生產(chǎn)出金剛石涂層硬質(zhì)合金刀具，并在加工非鐵及非金屬材料方面起著重要的作用各谚。最近金剛石涂層刀具已在工業(yè)上得到應(yīng)用紧憾。

    硬質(zhì)合金刀具的硬涂層

    硬涂層的性能

    切削刀具基體硬涂層的成功是由于涂層的物理和力學(xué)性能的復(fù)合作用。從使用的角度來(lái)看甥鼠，涂層應(yīng)具有穩(wěn)定的化學(xué)穩(wěn)定性能块生、熱硬度和與基體較強(qiáng)的粘結(jié)性能。優(yōu)化的涂層厚度岭笔、細(xì)的顯微結(jié)構(gòu)及殘余壓應(yīng)力可以進(jìn)一步提高涂層性能值舌。

    化學(xué)穩(wěn)定性

    涂層材料化學(xué)惰性的標(biāo)準(zhǔn)是它的形成標(biāo)準(zhǔn)，自由能的負(fù)數(shù)很高或在切削溫度下它在工件材料的溶解度很低示荠。至今漓蜗，CVD Al2O3硬涂層在材料加工中完全可滿足這些要求岳散。無(wú)定形PVD Al2O3涂層是軟的而且不穩(wěn)定，因此不如結(jié)晶的CVD Al2O3螃恕；PVD TiAlN涂層與TiN或TiCN相比眠煮，具有較高的穩(wěn)定性，因此有可能在高速切削加工中獲得應(yīng)用膳几。金剛石涂層刀具適用于加工含有第二相磨粒的非鐵合金(如硅鋁合金)以及不與硫反應(yīng)的非金屬材料(如金屬基復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)塑料)茴审。

    硬度

    切削刀具的后面承受磨粒磨敲，在切削溫度下启疙，只要硬涂層比基體的硬度高躁绸，就有助于增強(qiáng)抗磨粒磨損，雖然切削主要由化學(xué)磨損所控制臣嚣，但由于高的涂層硬度會(huì)使刀具前面在較高的溫度下净刮，其抗月牙洼磨損性能得到增強(qiáng)。這一觀點(diǎn)目前尚存有爭(zhēng)議硅则。

    顯微結(jié)構(gòu)及形態(tài)

    涂層方法及過(guò)程參數(shù)影響硬涂層的顯微結(jié)構(gòu)淹父，反之，顯微結(jié)構(gòu)(如顆粒尺寸怎虫、顆粒結(jié)構(gòu)暑认、顆粒邊界和相邊界)又影響硬涂層的力學(xué)性能和金屬切削性能。眾所周知大审，PVD TiN涂層具有較細(xì)的顆粒尺寸蘸际，相對(duì)于CVD TiN涂層具有較高的顯微硬度，具有高的點(diǎn)陣缺陷密度的PVD涂層還具有高的殘余應(yīng)力徒扶，這也有助于提高其顯微硬度粮彤。? 硬質(zhì)合金刀具的Al2O3涂層通常是用CVD方法沉積的。Al2O3存在許多結(jié)晶形態(tài)酷愧；最普遍存在的多晶形態(tài)是穩(wěn)定的α-Al2O3和亞穩(wěn)定的K-Al2O3。α-Al2O3的顆粒形狀為柱狀撼烹，它和K-Al2O3相比濒垫，其位錯(cuò)密度及孔隙較大，并且孔隙常存在于顆粒邊界远燕。K-Al2O3涂層是細(xì)顆粒的2~0.5μm久泞，而且沒(méi)有位錯(cuò)。

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