涂层作为一个化学屏障和热屏障,减少了刀具与工件间的扩散和化学反应,从而减少了月牙槽磨损。涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性切削时可比未涂层刀具提高刀具寿命3~5倍以上,提高切削速度20%~70%,提高加工精度0.5~1级降低刀具消耗费用20%~50%。因此,涂层刀具已成为现代切削刀具的标志。
涂层成为提高刀具性能的关键技术。刀具的涂层技术在现代切削加工和刀具的发展中起着十分重要的作用,尤其是近几年取得了重大的进展。化学涂层(CVD)仍然是可转位刀片的主要涂层工艺,开发了中温CVD、厚膜三氧化二铝过渡层等新工艺,在基体材料改善的基础上,使CVD涂层的耐磨性和韧性都得到提高;
CVD 金刚石涂层也取得了进展,提高了涂层表面光洁度,进入了实用的阶段。在此期间,物理涂层(PVD)的进展尤为引人注目,在炉子结构、工艺过程、自动控制等方面都取得了重大进展,不仅开发了适应高速切削、干切削、硬切削的耐热性更好的涂层,如超级 TiAIN,及综合性能更好的TiAlCN 通用涂层和 DLC、W/C减摩涂层,而且通过对涂层结构的创新,开发了纳米、多层结构,大幅度提高了涂层硬度和韧性。
PVD 涂层技术的新进展,向我们展示了涂层技术对提高刀具性能的巨大潜力和独特的优势:可以通过对涂层工艺参数控制和靶材、反应气体的调整不断开发出新的涂层,以满足加工多样性的需要,是提高和改善刀具性能一项又快又好的技术,有着十分广阔的应用前景。刀具结构的创新改变了传统标准刀具千篇一律的面貌和单一的功能。