刀具涂層及種類

　　自從20世紀60年代以來瓣距，經(jīng)過近半個世紀的的發(fā)展黔帕，刀具表面涂層技術已經(jīng)成為提升刀具性能的主要方法。刀具表面涂層蹈丸，主要通過提高刀具表面硬度成黄，熱穩(wěn)定性，降低摩擦系數(shù)等方法來提升切削速度逻杖，提高進給速度奋岁，從而提高切削效率，并大幅提升刀具壽命。

　　一锥酌、涂層工藝　

　　刀具涂層技術通炒河樱可分為化學氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD）兩大類×兀　　

　　1．CVD技術被廣泛應用于硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的表面處理栽不。CVD可實現(xiàn)單成份單層及多成份多層復合涂層的沉積，涂層與基體結合強度較高异浸，薄膜厚度較厚哲童，可達7～9μm，具有很好的耐磨性锐洞。但CVD工藝溫度高堡酗，易造成刀具材料抗彎強度下降；涂層內(nèi)部呈拉應力狀態(tài)窜交，易導致刀具使用時產(chǎn)生微裂紋斜兽；同時，CVD工藝排放的廢氣羽址、廢液會造成較大環(huán)境污染帕恩。為解決CVD工藝溫度高的問題，低溫化學氣相沉積（PCVD）剩失，中溫化學氣相沉積（MT-CVD）技術相繼開發(fā)并投入實用屈尼。目前，CVD（包括MT-CVD）技術主要用于硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的表面涂層拴孤，涂層刀具適用于中型脾歧、重型切削的高速粗加工及半精加工⊙菔欤　　

　　2．PVD技術主要應用于整體硬質(zhì)合金刀具和高速鋼刀具的表面處理鞭执。與CVD工藝相比，PVD工藝溫度低（最低可低至80℃）绽媒，在600℃以下時對刀具材料的抗彎強度基本無影響蚕冬；薄膜內(nèi)部應力狀態(tài)為壓應力免猾，更適于對硬質(zhì)合金精密復雜刀具的涂層是辕；PVD工藝對環(huán)境無不利影響。PVD涂層技術已普遍應用于硬質(zhì)合金鉆頭猎提、銑刀获三、鉸刀、絲錐锨苏、異形刀具豁登、焊接刀具等的涂層處理。　　

　　物理氣相沉積（PVD）在工藝上主要有（1）真空陰極弧物理蒸發(fā)（2）真空磁控離子濺射兩種方式嗦府⊙烂　　

　　（1）陰極弧物理蒸發(fā)（ARC）   真空陰極弧物理蒸發(fā)過程包括將高電流肺致，低電壓的電弧激發(fā)于靶材之上指锉，并產(chǎn)生持續(xù)的金屬離子。被離化的金屬離子以60～100eV平均能量蒸發(fā)出來形成高度激發(fā)的離子束哈涣，在含有惰性氣體或反應氣體的真空環(huán)境下沉積在被鍍工件表面吹对。真空陰極弧物理蒸發(fā)靶材的離化率在90%左右，所以與真空磁控離子濺射相比勺处，沉積薄膜具有更高的硬度和更好的結合力暮戏。但由于金屬離化過程非常激烈，會產(chǎn)生較多的有害雜質(zhì)顆粒痪酸，涂層表面較為粗糙垃散。　　

　∈卩帧（2）磁控離子濺射（SPUTTERING）  真空磁控離子濺射過程中几睛，氬離子被被加速打在加有負電壓的陰極（靶材）上。離子與陰極的碰撞使得靶材被濺射出帶有平均能量4～6eV的金屬離子粤攒。這些金屬離子沉積在放于靶前方的被鍍工件上所森，形成涂層薄膜。由于金屬離子能量較低夯接，涂層的結合力與硬度也相應較真空陰極弧物理蒸發(fā)方式差一些焕济，但由于其表面質(zhì)量優(yōu)異被廣泛應用于有表面功能性和裝飾性的涂層領域中。

　　二盔几、涂層種類

　　由于單一涂層材料難以滿足提高刀具綜合機械性能的要求晴弃，因此涂層成分將趨于多元化、復合化逊拍；為滿足不同的切削加工要求上鞠，涂層成分將更為復雜、更具針對性芯丧；在復合涂層中芍阎，各單一成分涂層的厚度將越來越薄，并逐步趨于納米化懊霹；涂層工藝溫度將越來越低冈瞪，刀具涂層工藝將向更合理的方向發(fā)展。

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