哈尔滨理工大学 （黑龙江 150080） 李录彬 刘献礼 岳彩旭 翟元盛

在切削加工中，刀具性能对切削加工的效率、精度及表面质量有着决定性的影响。刀具性能的两个关键指标——硬度和强度（韧性）之间似乎总是存在着矛盾，硬度高的材料往往强度和韧性低，而要提高韧性往往是以硬度的下降为代价的。在较软的刀具基体上涂覆一层或多层硬度高、耐磨性好的金属或非金属化合物薄膜（如TiC、TiN、Al2O3等）组成的涂层刀具，较好地解决了刀具存在的强度和韧性之间的矛盾，是切削刀具发展的一次革命。

涂层刀具是近20年来发展最快的新型刀具。目前工业发达国家涂层刀具已占80%以上，CNC机床上所用的切削刀具90%以上是涂层刀具。

1. 刀具涂层的特点

（1）力学和切削性能好。涂层刀具将基体材料和涂层材料的优良性能结合起来，既保持了基体良好的韧性和较高的强度，又具有涂层的高硬度、高耐磨性和低摩擦系数。因此，涂层刀具的切削速度与未涂层的相比，切削速度可提高2~5倍，使用涂层刀具可以获得明显的经济效益。

（2）通用性强。涂层刀具通用性广，加工范围显著扩大，一种涂层刀具可以代替数种非涂层刀具使用，因而可以大大减少刀具的品种和库存量，简化刀具管理，降低刀具和设备成本。

图 1

图 2

2. 涂层的分类

根据涂层方法不同，涂层刀具可分为化学气相沉积（Chemical Vapour Deposition，简称CVD）涂层刀具、物理气相沉积（Physical Vapour Depositon，简称PVD）涂层刀具及混合工艺和组合技术。CVD涂层原理如图1a所示，PVD涂层原理如图1b所示。……