物理氣相沉積技術(shù) (PVD) 常被用在切削刀具上映贞，以延長(zhǎng)刀具的使用壽命及提高其硬度礼仗。當(dāng)然甩苛，不同的應(yīng)用情況都有其特定的涂層，能夠達(dá)到最好的應(yīng)用效果赏参。

　　一般情況下志笼，AlTiN是常見的刀具涂層。對(duì)于一些特殊的加工材料把篓，Al2O3涂層能夠取得更好的效果纫溃。

　　在加工過程中腰涧，切削刀具將承受幾方面的損傷，如切削熱紊浩、高壓南窗、磨損和熱振蕩。刃口的溫度將超過1000℃碘云。這種極端的熱量將破壞刀具材料各成分的結(jié)合力及其他成分谨跌，還有可能導(dǎo)致刀具和被加工材料間發(fā)生有害的化學(xué)反應(yīng)。磨損是切削過程中始終發(fā)生的情況拦腌，刀具和被加工材料間的接觸面將承受大于140bar（1bar=0.1MPa）的壓力吊烫。熱振蕩：刀具的快速加熱和冷卻是加工過程中非常普遍的情況；在切削過程中岭限，刀片被加熱谍钝，當(dāng)?shù)镀x開切削面時(shí)，刀片被冷卻酣器。機(jī)械振蕩在加工斷續(xù)表面時(shí)經(jīng)常發(fā)生椭徙。根據(jù)具體操作和被加工工件的情況，機(jī)械振蕩有時(shí)扮演著車削加工的角色吝重。粘連磨損經(jīng)常發(fā)生在被加工材料粘連在刀具表面的情況下征乳。

　　為了解決上述這些在切削過程中不利因素的影響，許多切削刀具都通過在PVD設(shè)備內(nèi)的電弧沉積技術(shù)沉積了一層AlTiN涂層沦匿。AlTiN類的涂層主要應(yīng)用在干式高速切削加工中律姨，具有很多的優(yōu)點(diǎn)，如高硬度（HV>30GPa）臼疫，很好的耐磨損性能择份，很好的耐高溫氧化性（850℃），以及低的熱傳導(dǎo)性烫堤。

　　在一些應(yīng)用上需要特殊的涂層荣赶，如Al2O3涂層。比如硬質(zhì)合金刀片上的Al2O3涂層具有抗月牙洼和抗熱裂化的優(yōu)點(diǎn)鸽斟。Al2O3涂層的刀片通常是CVD（化學(xué)氣相沉積）方法沉積的拔创，但是有一些缺點(diǎn)：因?yàn)槭窃诟邷叵碌某练e（1000℃），硬質(zhì)合金變脆將影響刀片在金屬切削方面的應(yīng)用湾盗，尤其是在銑削方面伏蚊。Al2O3的PVD涂層因?yàn)槠漭^低的沉積溫度范圍（一般在350～600℃）帶來(lái)了很多優(yōu)點(diǎn)立轧。特別是高溫穩(wěn)定性格粪，化學(xué)穩(wěn)定性和低導(dǎo)熱導(dǎo)電性能是其優(yōu)于其他涂層的特點(diǎn)。在不銹鋼的銑削或者是難切削材料的切削方面氛改，PVD的Al2O3涂層與傳統(tǒng)PVD涂層相比顯示了更好的性能帐萎。

　　通過分析AlTiN涂層和Al2O3涂層的界面顯微結(jié)構(gòu)比伏，Al2O3涂層與面心立方晶格AlTiN非常好地結(jié)合。結(jié)構(gòu)分析顯示Al2O3涂層是以γ相存在的非晶鉻結(jié)構(gòu)辐逝。晶粒尺寸大概是在5～10nm吸畸。最初的切削試驗(yàn)是使用標(biāo)準(zhǔn)SP12刀片，用來(lái)干式銑削加工CrMo4鋼黄惭。

　　干切削加工42 CrMoV4

　　使用混合涂層技術(shù)的PVD涂層設(shè)備——陰極電弧蒸發(fā)技術(shù)和磁控濺射技術(shù)翁脓，可以在一個(gè)工藝過程中混合使用∷罡混合技術(shù)結(jié)合了PVD硬膜的優(yōu)點(diǎn)漫北，出色的耐磨損性能，低摩擦系數(shù)和低化學(xué)活動(dòng)性五妹。電弧涂層作為結(jié)合層市贡，給整個(gè)涂層提供必要的抗磨損能力；Al2O3涂層具有溫度和化學(xué)穩(wěn)定性辞皇。

　　AlTiN＋Al2O3顯微結(jié)構(gòu)

　　沉積前切果，把被加工工件加熱到工藝溫度，系統(tǒng)被抽至基壓符焊；隨后工件被氬離子或金屬離子蝕刻淘太；然后開始沉積電弧層，在其頂部Al2O3涂層通過濺射方法规丽，在金屬靶材和氬－氧混合氣體條件下獲得琴儿。此外，Al2O3涂層也可以作為單獨(dú)的涂層在一些特殊情況下應(yīng)用嘁捷。Al2O3涂層通過一種獨(dú)特設(shè)計(jì)的濺射陰極結(jié)合工藝氣體的優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)沉積而成造成。通過電磁感應(yīng)線圈形成的閉路磁場(chǎng)在工件附近形成了高離化率的等離子體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)要求的涂層性能雄嚣。此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工藝過程易于控制晒屎，沉積過程的穩(wěn)定一致。沉積速率(≥0.5μm/h)完全能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求缓升。

　　通過電弧技術(shù)沉積的工具涂層鼓鲁，如AlTiN涂層能夠進(jìn)一步提高刀具的應(yīng)用性能。刀具涂層技術(shù)的下一步發(fā)展應(yīng)該是基于電弧技術(shù)和濺射技術(shù)的混合技術(shù)港谊。正是將這兩種技術(shù)結(jié)合在一起骇吭，形成了對(duì)刀具應(yīng)用性能新突破的基礎(chǔ)。

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