涂層作為一個化學(xué)屏障和熱屏障驼鳞，減少了刀具與工件間的擴散和化學(xué)反應(yīng)，從而減少了月牙槽磨損。涂層刀具具有表面硬度高橙缔、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定、耐熱耐氧化齿贡、摩擦因數(shù)小和熱導(dǎo)率低等特性村会，切削時可比未涂層刀具提高刀具壽命3~5倍以上，提高切削速度20%~70%饮乃，提高加工精度0.5~1級泌拐，降低刀具消耗費用20%~50%。因此刀饥，涂層刀具已成為現(xiàn)代切削刀具的標(biāo)志威球，在刀具中的使用比例已超過50%。目前蒙拜，切削加工中使用的各種刀具蜓浦，包括車刀、鏜刀误撤、鉆頭绳拧、鉸刀、拉刀猜丹、絲錐芝加、螺紋梳刀、滾壓頭射窒、銑刀藏杖、成形刀具、齒輪滾刀和插齒刀等都可采用涂層工藝來提高它們的使用性能脉顿。

　　涂層刀具蝌麸，在強度和韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼(HSS)基體表面上，利用氣相沉積方法涂覆一薄層耐磨性好的難熔金屬或非金屬化合物(也可涂覆在陶瓷艾疟、金剛石和立方氮化硼等超硬材料刀片上)而獲得的来吩。

　　涂層刀具有四種：涂層高速鋼刀具，涂層硬質(zhì)合金刀具汉柒，以及在陶瓷和超硬材料(金剛石或立方氮化硼)刀片上的涂層刀具误褪。但以前兩種涂層刀具使用最多。在陶瓷和超硬材料刀片上的涂層是硬度較基體低的材料碾褂，目的是為了提高刀片表面的斷裂韌度(可提高10%以上)兽间，可減少刀片的崩刃及破損，擴大應(yīng)用范圍达迁。

涂層方法 

　　目前生產(chǎn)上常用的涂層方法有兩種：物理氣相沉積(PVD) 法和化學(xué)氣相沉積(CVD) 法寇羔。前者沉積溫度為500℃，涂層厚度為2~5µm仔约；后者的沉積溫度為900℃~1100℃甫页，涂層厚度可達5~10µm压荠，并且設(shè)備簡單，涂層均勻裸朱。因PVD法未超過高速鋼本身的回火溫度韩宦，故高速鋼刀具一般采用PVD法，硬質(zhì)合金大多采用CVD法龟付。硬質(zhì)合金用CVD法涂層時计胶，由于其沉積溫度高，故涂層與基體之間容易形成一層脆性的脫碳層(η相)凛茬，導(dǎo)致刀片脆性破裂陕射。近十幾年來，隨著涂覆技術(shù)的進步掠恢，硬質(zhì)合金也可采用PVD法棺克。國外還用PVD/CVD相結(jié)合的技術(shù)，開發(fā)了復(fù)合的涂層工藝线定，稱為PACVD法(等離子體化學(xué)氣相沉積法)娜谊。即利用等離子體來促進化學(xué)反應(yīng)，可把涂覆溫度降至400℃以下(目前涂覆溫度已可降至180℃~200℃)斤讥，使硬質(zhì)合金基體與涂層材料之間不會產(chǎn)生擴散因俐、相變或交換反應(yīng)，可保持刀片原有的韌性周偎。據(jù)報道，這種方法對涂覆金剛石和立方氮化硼(CBN)超硬涂層特別有效撑帖。 

　　用CVD法涂層時蓉坎，切削刃需預(yù)先進行鈍化處理(鈍圓半徑一般為0.02~0.08mm，切削刃強度隨鈍圓半徑增大而提高)胡嘿，故刃口沒有未涂層刀片鋒利蛉艾。所以，對精加工產(chǎn)生薄切屑衷敌、要求切削刃鋒利的刀具應(yīng)采用PVD法勿侯。涂層除可涂覆在普通切削刀片上外，還可涂覆到整體刀具上移履，目前已發(fā)展到涂覆在焊的硬質(zhì)合金刀具上诫痹。據(jù)報道，國外某公司在焊接式的硬質(zhì)合金鉆頭上采用了PCVD法权扭，結(jié)果使加工鋼料時的鉆頭壽命比高速鋼鉆頭長10倍寨今，效率提高5倍。

涂層材料 

　　涂層材料須具有硬度高某澡、耐磨性好叼榄、化學(xué)性能穩(wěn)定乳侮、不與工件材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、耐熱耐氧化硼货、摩擦因數(shù)低诉德，以及與基體附著牢固等要求。顯然钢怪，單一的涂層材料很難滿足上述各項要求柱洽。所以硬質(zhì)涂層材料已由最初只能涂單一的TiC、TiN媚曾、Al2O3缔御，進入到開發(fā)厚膜、復(fù)合和多元涂層的新階段妇蛀。新開發(fā)的TiCN耕突、TiAlN、TiAlN多元评架、超薄眷茁、超多層涂層與TiC、TiN纵诞、Al2O3等涂層的復(fù)合上祈，加上新型的抗塑性變形基體，在改善涂層的韌性浙芙、涂層與基體的結(jié)合強度登刺、提高涂層耐磨性方面有了重大進展。目前嗡呼，又突破了在硬質(zhì)合金基體上涂覆金剛石薄膜技術(shù)纸俭，全面提高了刀具的性能。

　　工藝最成熟和應(yīng)用最廣泛的硬質(zhì)涂層材料是TiN南窗，但TiN與基體結(jié)合強度不及TiC涂層终睦，涂層易剝落，且硬度也不如TiC高谨跌，在切削溫度較高時膜層易氧化而被燒蝕否抛。TiC涂層有較高的硬度與耐磨性，抗氧化性也好吊烫，但其性脆言酪，不耐沖擊。TiCN兼有TiC和TiN兩種材料的優(yōu)點咽露，它在涂覆過程中可通過連續(xù)改變C衅惠、N的成份控制TiCN性質(zhì)，并形成不同成份的多層結(jié)構(gòu)者只，可降低涂層的內(nèi)應(yīng)力哗饭，提高韌性抓许，增加涂層的厚度，阻止裂紋的擴展琉阱，減少崩刃毛底。所以，目前生產(chǎn)的一些刀片蹭劈，如瑞典Sandvik公司推薦用于加工鋼料的GC4000系列刀片疗绣、中國株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的CN系列刀片、日本東芝公司的T715X和T725X涂層刀片中均有TiCN涂層成份铺韧。TiCN基涂層適于加工普通鋼多矮、合金鋼、不銹鋼和耐磨鑄鐵等材料哈打，用它加工工件時的材料切除率可提高2~3倍塔逃。 

　　TiAlN、CrN料仗、TiAlCrN是近幾年來開發(fā)的硬質(zhì)涂層新材料湾盗。TiAlN涂層刀片已商品化。它的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化磨損性能好立轧，用其加工高合金鋼格粪、不銹鋼、鈦合金和鎳合金時的刀具壽命可比TiN涂層高3~4倍氛改。此外帐萎，TiAlN涂層中如果有合適的鋁濃度，切削時在刀具前刀面和切屑的界面上還會產(chǎn)生一層硬質(zhì)的惰性保護膜臊癞，該膜有較好的隔熱性裤泄，可更有效地用于高速切削。例如告傻，美國Kennametal公司推出的H7刀片，系TiAlN涂層虽捺，是專為高速銑削合金鋼蝠题、高合金鋼和不銹鋼等高性能材料而設(shè)計的。CrN是一種無鈦涂層蝎蚣，適于切削鈦和鈦合金殷宴、銅、鋁以及其它軟材料淹误，化學(xué)穩(wěn)定性好窜货，不產(chǎn)生粘屑。TiAlCrN是一種梯度結(jié)構(gòu)涂層湘发，不僅具有高的韌性和硬度末雪，而且摩擦因數(shù)也較小犀村，適用于銑刀、滾刀材彪、絲錐等多種刀具观挎，切削性能明顯優(yōu)于TiN。

　　德國某公司開發(fā)了Supernitride涂層系列段化，其中超級氮化鈦涂層有很高的含鋁量嘁捷，可形成穩(wěn)定的氧化層(氧化溫度達1000℃)，它比一般的TiAlN涂層更硬显熏、更致密雄嚣、更耐高溫，適用于高速切削喘蟆、干式切削和硬切削的刀具缓升，可加工硬度高達58HRC以上的淬火鋼。

　　此外履肃，納米超薄膜涂層工藝已日趨成熟仔沿。據(jù)報道，日本某公司推出了一種高速強力型鉆頭尺棋，它是在韌性好的K類(WC+Co)硬質(zhì)合金基體上交互涂覆了1,000層TiN和AlN超薄膜涂層封锉，涂層厚度約2.5µm。使用表明嗽绑，該鉆頭的抗彎強度與斷裂韌性可大幅度提高假凿，其硬度則與CBN相當(dāng)，刀具壽命可提高2倍左右萤野。該公司還開發(fā)出ZX涂層立銑刀赫赊，超薄膜鍍層數(shù)達2,000層，每層厚度約1nm杜诲，用該立銑刀加工60HRC的高硬度材料剧胚，刀具壽命遠高于TiCN和TiAlN涂層刀具。第八屆中國國際機床展覽會(CIMT2003)上茵软，瑞士某公司推出的納米結(jié)構(gòu)涂層(AITiN/SiN) 立銑刀落六，其涂層硬度為45GPa，氧化溫度1100℃枷瀑，切削對比試驗表明民氏，其壽命比TiN涂層立銑刀高3倍，比TiAlCN涂層立銑刀高2倍常枢。除上述AITiN/SiN久规、TiAlCN新涂層外，還有特定功能的涂層旗扑，如MoS2蹦骑、DLC潤滑涂層慈省，其摩擦因數(shù)小(0.05)，適于涂覆絲錐脊串、鉆頭等刀具辫呻，可改善排屑性能，或者作為復(fù)合涂層的表面涂層琼锋，減少切屑的粘結(jié)放闺。

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