现代刀具涂层制备技术的研究现状
刀具涂层的发展现状与应用
刀具涂层的发展现状与应用摘要：随着现代制造业的快速发展，传统刀具已经无法满足现在加工的需求。
涂层刀具的出现大大解决了这一问题，与传统刀具相比，涂层刀具具有优异的热稳定性、好的耐磨性能、高硬度和高的结合强度等优点。
本文主要介绍了刀具涂层材料的发展，涂层的制备技术并对刀具涂层的应用前景与发展进行了展望。
关键词：刀具涂层;涂层材料；制备技术；应用前景与发展0引言随着机械行业加工技术的不断发展, 加工难度较高新型材料的使用逐渐增多,高速切削加工条件的不断提高,传统的刀具已经不能满足新的要求[1]。
虽然通过一系列措施,使得刀具材料的硬度提高，抗磨损性增加，但与此同时，也降低了刀具材料的冲击韧性和抗弯强度,因此刀具的使用性能受到影响。
由于刀具涂层是改善上述问题的有效方法，即刀具基体上涂覆一层或多层高硬度、耐磨损、耐腐蚀的金属或者非金属化合物涂层（如：CrN、AlTiN 、AlCrN 、Al2O3等），这使得刀具与工件之间的摩擦因数大大降低，在不降低涂层的硬度与韧性的前提下提高了刀具的耐磨性，延长了刀具的使用寿命，提高了加工效率[2]。
1刀具涂层材料的发展近年来，刀具涂层的逐步发展，使得涂层可供选择性增加,例如二元涂层、多元涂层以、纳米复合涂层，交替涂覆的多元涂层等。
下面是一些刀具涂层材料和制备工艺的发展应用情况。
在不同的加工条件、不同加工场合选用哪种涂层有益于切削加工得到最佳效果，每一种涂层材料的特性都具有十分重要的作用。
1.1二元涂层通过等离子体辅助的物理气相沉积（PVD）技术制备的过渡金属氮化物硬质涂层可以被广泛地应用于改善工业刀具和机械零部件的性能和寿命。
其中二元涂层CrN因为具有硬度高、膜/基结合力强、耐磨损等优良特性，故被作为保护涂层广泛的应用于机械加工行业。
而高的氧化温度和在恶劣的环境条件下具有优异的耐腐蚀性能，进一步提高了CrN涂层的综合性能，与其他金属形成多组分涂层已经进行了合作[3]。
TiC是一种硬度高，耐磨的化合物二涂层,具有良好的抗摩擦耐磨损性能; TiN的硬度稍低,但化学稳定性较高,且降低了刀具与被加工工件之间的摩擦系数，与高速钢涂层结合牢固。
浅谈涂层刀具的应用现状和发展前景
浅谈涂层刀具的应用现状和发展前景摘要：随着新材料的出现，切削速度的提高，对刀具的要求是高切削速度、高进给速度、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性。
涂层刀具的出现，使难加工材料以及新材料切削性能有了重大突破。
本文从涂层刀具的概念入手，通过分析涂层刀具的发展历史和在金属切削加工中涂层刀具与普通刀具的性价对比来阐述涂层刀具的应用以及目前存在的问题，预测今后的发展前景。
关键词：涂层刀具切削加工应用Abstract:With the emergence of new material, the increase of cutting speed on tool requirements, high cutting speed, high feed rate, high reliability, long life, high precision and good cutting control. Coated cutting tools appear, make hard processing materials and new materials cutting performance has been a major breakthrough. In this paper, through the analysis of coating tools, with its historical development in metal cutting processing, and general tool of price comparison on coated cutting tool application and present problems, forecast the development foreground henceforthKey Words：Coated cutting tool Cuttingp rocessing Application引言对于机械行业来说，世界上目前发展的重要项目有:高速精密切削加工，少、无冷却润滑液的切削或干切削，高硬状态下切削加工。
刀具涂层技术的现状与发展PVDCVD
刀具涂层技术的现状与发展PVDCVD刀具涂层技术的现状与发展摘要：刀具涂层技术是一种受刀具市场需求而产生的一种表面改性技术，该项技术能改变切削刀具的综合机械性能，大幅度提升加工效率以及刀具寿命，刀具涂层技术成为高效率、高精度、高可靠性要求的关键机械加工技术之一。
本文着重介绍了刀具涂层技术的涂层材料的制备方法及种类，并对刀具涂层技术的应用前景及发展趋势进行了展望。
从工艺、装备、技术开发、推广应用、售后服务等方面分析我国刀具涂层技术与工业发达国家的差距；文中建议我国工具行业应针对国内刀具涂层技术现状，建立统一的研究、开发、服务体系，系统地引进国际先进技术，通过消化吸收逐步达到自我开发的能力，最终实现参与国际市场竞争的目的。
关键词：刀具;涂层技术;PVD;CVD1 引言刀具涂层技术是一种受刀具市场需求而产生的一种表面改性技术，该项技术能改变切削刀具的综合机械性能，大幅度提升加工效率以及刀具寿命，因此该项技术已与材料、加工工艺并称为切削刀具制造的三大关键技术。
为了满足机械加工的高效率、高精度、高可靠性的要求，各个国家都十分注重刀具涂层技术的发展。
当前，我国刀具涂层技术正处于一个发展的十分关键的时期，特别是PVD涂层技术，使用原有的涂层技术生产的刀具已不能满足切削加工要求；发展PVD技术，能提高我国切削刀具的水平，获得巨大的经济效益，提高我国的综合国力。
2 国内外刀具涂层技术的现状及发展趋势刀具涂层技术目前分为两大类，即化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）技术。
2.1 物理气相沉积（PVD）技术的发展习惯上，把固体(液态)镀料通过高温蒸发、溅射、电子束、等离子体、激光束、电弧等能量形式产生气相原子、分子、离子(气态，等离子态)进行输运，在固态表面上沉积凝聚，生成固相薄膜的过程称为物理气相沉积(PVD)。
物理气相沉积（PVD）技术产生于上世纪七十年代末，因为它的工艺温度控制在500℃以下，，可作为最终处理工艺用于高速钢类刀具的涂层。
2023年国内外工业切削刀具涂层技术的发展
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04 国内外涂层技术的比较与评价指标 Comparison and Evaluation Indicators of Coating Technologies at Home and Abroad
应用领域：航空航天
1.航空航天领域对高性能切削刀具需求增长
航空航天领域对工业切削刀具涂层技术的需求日益增长。航空航天行业的切削加工对刀具的性能要求极高，需要切削刀具具有高温抗磨、耐腐蚀和高硬度等特性。因此，工业切削刀具涂层技术在航空航天领域中得到广泛应用。
2.航空航天工业切削刀具涂层技术：提高效率、延长寿命、降低成本
3.国内涂层技术活跃，追求高性能刀具
总体而言，国内涂层技术的研究动态非常活跃，研究人员不断追求更先进的材料和工艺，致力于提高切削刀具的耐磨性、耐热性和切削性能，以满足工业发展对高性能切削刀具的需求。
02 工域业切削刀具涂层的优势与应用领 Advantages and Application Fields of Industrial Cutting Tool Coatings
切削刀具涂层技术的应用还能提升汽车零部件的加工质量。切削刀具涂层能够减少切削过程中的热变形和切屑的 粘附，降低切削表面的粗糙度，提高零部件的表面质量和加工精度。优质的切削表面可以提升汽车零部件的质量， 增加其耐磨性、耐腐蚀性和机械强度，提高汽车的整体性能和可靠性。
03 国内外涂层技术的研究重点与趋势 Research Focus and Trends of Coating Technology at Home and Abroad
现代刀具涂层制备技术的研究现状
V o.l 37 No .2 A pr .2008 SURFACE TECHNOLOGY现代刀具涂层制备技术的研究现状康勃,马瑞新,吴中亮,王目孔,林炜(北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083)[摘 要] 刀具涂层是一种机床工具行业的重要材料,其性能直接影响数控机床的机械加工精度。
概述了刀具涂层材料的特点、要求及涂层制备技术的发展,分析了化学气相沉积法、物理气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法及溶胶2凝胶法等几种涂层制备方法的优缺点。
结合国内外刀具涂层的研究现状及发展趋势,指出在大力发展化学气相沉积涂层和物理气相沉积涂层技术的同时,开发两者相结合的新型工艺,推动国内刀具涂层技术的快速发展。
[关键词] 刀具涂层;化学气相沉积;物理气相沉积;溶胶2凝胶[中图分类号]TG174.44;TG71[文献标识码]A[文章编号]1001-3660(2008)02-0071-04R esearch Status i n Preparati on ofModern Cutti ng Tool Coati ngsKA NG Bo ,M A Rui 2xi n ,WU Zhong 2liang,W A NG Mu 2kong,LI N Wei(School ofM etallur gical and E col o gica lEngineeri n g ,Beiji n g Un iversity of Science and Technol o gy ,Beiji n g 100083,Ch i n a)[Abstract] Cutti n g tool coating is a k i n d of i m portantm aterial in m ach i n e tool&tools i n dustry and its perf or m 2ance w ill deter m i n e the machi n i n g accuracy of C NC m ach i n es .The coati n g m aterial characteristic ,the request and thecoating technology deve lopment of the cutti n g tool were briefly i n tr oduced .The good and bad poi n ts of C VD ,PVD ,PECVD and the Sol 2G elmethod were analyz ed spec ifi c ally .Un if yi n g the present situation and the trend of the deve l o p 2ment of the cutting tool coati n g at ho me and abroad ,it poi n ted out a ne w craft shou l d be deve loped i n which both CVD and PVD are un ified while vigor ously deve l o ping any one sole l y .By th i s way t h e do mestic coatingmarketw illbe i m pe lled w it h a f ast deve l o pmen.t[K ey w ord s] Cutting tool coati n gs ;CVD ;PVD ;Sol 2Ge lMethod[收稿日期]2007-09-24[作者简介]康勃(1983-),女,陕西西安人,硕士,研究方向为功能薄膜材料。
刀具涂层技术的现状和其发展趋势
刀具涂层技术的现状和其发展趋势
1引言众所周知，刀具表面涂层技术是应市场需求而发展起来的一项优质表面改性技术，由于该项技术可使切削刀具获得优良的综合机械性能，不仅可有效地提高刀具使用寿命，而且还能大幅度地提高机械加工效率，因此该项技术已与材料、加工工艺并称为切削刀具制造的三大关键技术。为满足现代机械加工高效率、高精度、高可靠性的要求，世界各国都十分注重涂层技术的发展。目前我国刀具涂层技术的发展正处在一个十分关键的时刻，尤其是PVD涂层技术，一方面原有的技术已不能满足切削加工日益变化的要求；另一方面国内各大工具厂涂层设备已到了必须更新换代的时期，因此有计划、按步骤的发展PVD技术，不仅能促进我国切削刀具产品技术水平的提高，而且还可获得巨大的经济效益和社会效益。2国际刀具涂层技术的现状及发展趋势刀具涂层技术目前仍可划分为两大类，即CVD(化学气相沉积)和PVD技术(物理气相沉积)。2.1国际CVD技术的发展CVD技术自上世纪六十年代出现以来，在硬质合金可转位刀具上得到了极为广泛的应用。在CVD工艺中，气相沉积所需金属源的制备相对容易，可实现TiN、TiC、T层，其涂层与基体结合强度高，薄膜厚度可达7～9μm，相对而言，CVD涂层具有更好的耐磨性。八十年代中后期，美国85%的硬质合金工
2023年涂层刀具的切削性能及应用现状分析模板
3. 涂层刀具的切削性能提升：研究发现，涂层刀具在切削过程中能够显著降低切削力，提高切削效率。以钢铁行业为例，使用涂层刀具加工钢材，相比传统刀具，切削力可以降低20%，切削效率提高30%以上。
3. 切削表面质量评价：切削表面质量是衡量涂层刀具切削效果的重要指标之一。通过对切削表面粗糙度、表面硬度等参数的评估，可以评估涂层刀具在切削过程中对工件的加工质量影响。切削表面质量的好坏对于工件的尺寸精度、表面光洁度以及工件在后续加工中的使用性能都有着重要影响。
切削性能评价
Cutting performance evaluation
1.金属加工领域中的涂层刀具应用2.涂层刀具：高速、重切削和干切削的理想选择
涂层刀具广泛应用领域
20%50%3002
涂层刀具的优势和特点
涂层刀具的市场需求增长
以数据驱动的方式呈现涂层刀具市场增长趋势
2019年至2025年，全球涂层刀具市场年均复合增长率预计达到X％，预计市场规模将从X亿美元增长到X亿美元。
2. 切削温度的评价：可以研究不同涂层刀具在切削过程中的温升情况，并以切削温度为指标，评估其在高温环境下的稳定性和使用寿命。通过实验或者模拟计算，可以深入分析不同涂层刀具的散热效果，从而评价其对降低切削温度的贡献。
3. 切削质量的评价：可以通过评估不同涂层刀具在切削过程中的表面粗糙度、加工精度等指标，来确定其在切削加工中的质量表现。可以使用表面粗糙度测量仪、三坐标测量仪等工具进行实际检测，从而对比分析不同涂层刀具的切削质量差异，并评判其适用范围和潜力。
涂层刀具材料研究现状与发展思路
涂层刀具材料研究现状与发展思路摘要：制造业的飞速发展对刀具材料的要求也越来越高，涂层技术实现了涂层材料的特殊优异性能，使刀具的使用寿命和切削性能等都得到了极大的提高。
因此，涂层技术的应用领域正在日益扩大，在制造业中必将显示更加重要的地位。
本文介绍了刀具涂层材料的研究现状，对其制备工艺及分类两方面进行了综述，并探讨了涂层刀具材料的发展趋势。
关键词：纳米涂层；物理气相沉积；化学气相沉积；超硬刀具引言19世纪70年代，用于研究的简单涂层设备开始出现；到20世纪70年代商品化的涂层设备供应于世；20世纪80年代涂层技术进入工业化大生产；21世纪初，涂层技术成为世人瞩目的新技术。
涂层技术是应市场需求发展起来的一种表面处理技术。
近10年来，涂层技术在刀具行业的应用得到了快速普及，涂层刀具已成为切削加工不可或缺的主流刀具。
与此同时，随着切削技术向高速、高效、强力、干式的方向发展，刀具涂层技术成为了左右切削技术发展的主要因素。
由于这项技术可使工、模具表面获得优良的综合机械性能，从而大幅度提高机械加工效率及延长工、模具使用寿命，因此它已成为满足现代机械加工高效率、高精度、高可靠性要求的关键技术之一，而且其应用领域正在迅速扩展。
涂层发展正面临前所未有的机遇。
因此，对于刀具涂层及其性能的研究，并开发满足不同加工条件的高性能刀具涂层，对促进制造业发展具有重要意义。
1.涂层刀具材料的制备及发展现状涂层刀具结合了基体高强度、高韧性和涂层高硬度、高耐磨性的优点，提高了刀具的耐磨性而不降低其韧性。
涂层刀具通用性广，加工范围显著扩大，使用涂层刀具可以获得明显的经济效益[1] 。
涂层技术的发展已从当初单一的TiC、TiN涂层发展为TiC-Al2O3-TiN复合涂层和TiCN、TiAlN等多元复合涂层，涂层的性能有了很大的改善，使用范围不断扩大，涂层刀具的基体材料范围也在扩大，高速钢、硬质合金、陶瓷刀具都可以进行涂层。
新的涂层工艺不断出现，如生产上常用的涂层方法有两种：物理气相沉积（PVD）法如图1和化学气相沉积（CVD）法如图4。
现代数控刀具现状及发展趋势
２ Ｃ ．Ｔ Ｎ基类金属陶瓷刀具材料 ２ｉ
各种机夹可转位车刀 、镗刀 、铰刀 、铣刀 、复合 （ 组合 ）孔加工数控刀具及整体式立铣刀 、铰刀
等数控刀具正应用于高强度、高硬度铸铁 （ 钢）合金、锻钢合金、淬火钢合金、耐热合金、粉末冶金
组合式 ） 、高速滚刀、剃 （ ）齿刀 、丝锥 、波纹刃立铣刀、成形立铣刀及滚 （ 、碾压 ） 插 挤 压刀具，大 量应用于轿车、摩托车、航空发动机 、汽轮机等制造行业 ，加工高强度、高硬度铸铁 （ ）合金 、合 钢
金结构钢 （ ） 锻 、耐热合金钢 、不锈钢 、整体铝合金 （ 热锻 ） 、高 ｓ—Ａ 合金材料工件。根据切削加工 ｉ ｌ 技术不同的要求 ，其表面分别配涂 ＴＮ、ＴＣ ＴＡ Ｎ、ＣＮ、Ｍｏ ２ ｒ ｉ ｉＮ、 ｉＬ ｒ Ｓ 、Ｚ Ｃ等涂层材料 ，满足高速、 高效 、硬质精密机加工技术要求 。 数控刀具材料是较活跃的材料科技领城 ， 其每一新产品的面市， 会使机加工技术跃上一个新 台阶，
标准。Ｈ Ｋ工具系统具有动、静刚度高、 Ｓ 定位 （ 回转 ） 精度好、转速高等特点。既便于规范工具管理，
又节约了工具费用 ， 降低了生产成本 。 其首先应用于加工中心、 数控镗铣床 ， 逐渐扩大到各类车床 （ 车
合 ）孔加工等数控刀具大量应用于高强度 、高硬度铸铁 （ ）合金 、锻钢合金 、淬火钢合金 、高温合 钢
金、高钴硬质合金 、钛合金 、粉末冶金等零部件 自 动生产线上 ，满足高速 、高效 、硬质 、精细机加工
技术要求 。立方 氮化硼刀具 的高耐用度使它适用于数控机床 ，不仅可减少换刀次数 ，而且淬火前的粗
加工和淬火后的精加工能在 同一台数控机床上加工 ，从而可减少机床 的台数和品种 。
现代刀具涂层技术的发展动向
层技术 、纳米技术对刀具涂层的影 但 Ａ ０ 除外。 ｈｒｏｄ Ｂｌｅ ｌｒ １３ ２ ”传统 的 Ｃ Ｄ工艺 涂 层 。公 司 总 裁 Ｓｅｗｏ ｏｉ Ｖ 响、刀具基体涂层前后的制备和涂 沉积温度较 高 （００～１０ ℃） １０ １ｏ ，可 说 ： “Ｖ Ｐ Ｄ涂层为提高高速钢刀具 层后 处理技术 的发展状况 。 能会 损 害 热 敏 感 的 刀 具 材 料 ，而 的性能发挥了重要作用 ， 但它们对 Ｓ ｄｉ Ｃｒ ａｔ ａ ｖ ｏ ｍ ｎ公司的高级车 Ｐ Ｄ工 艺 的沉积 温度 仅 为 １ ｎ ｋ ｏ Ｖ ８ ０～
代的关键作用。
越。 ”他说 ，“ 沉积温度较低的 Ｐ Ｄ 切削或 准干式切 削。 Ｖ Ｎａ ｒ Ｃｔｒ 司是较早使用 ｉ ａ ｕｅ公 ｇａ ｔ
本文将回顾过 去 ４ 年来刀具 涂层技术 出现于 １８ 年代 ，由于 ｏ ９０
涂层技术 的演变，分析 Ｃ Ｄ涂 层 具 有某些 明显 的优势 ，因此可 以取 涂层技术的刀具制造商 ，早在 １ ２ Ｖ ９ ８
供货商面临的挑战是不断提高刀具 的加工效率及可靠性，同时还必须 满足各种新 型工件 材料 （ 高硬 如 度、高耐磨材料，这些材料对刀具 有更大的磨蚀性）的加工需求。例 如，用于制造某些汽车零件的高硅 铝合金和用于制造医疗零件的高等
图 ２ ￥ｎ ｖ ｏｏ ａｔ 司 ＧＣ ２５刀 ａ ｄｉ Ｃ ｒｍ ｎ 公 ｋ ４２
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维普资讯
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于硬质合金刀具来说更 是必不可 以改善 Ｃ Ｄ涂层产品的性能。 “ Ｖ 涂 件 表 面 光 洁 度 更 好 ，Ｂｎ ｒ ｏｉ 说。 ｅ 少 ，因为硬质合金刀具 比高速钢刀 层反应炉中化学成 分的精确调整 、 “ 由于多层结构金刚石涂层的每 一 具价格更贵 ， 使用率也更高。 ” 各层涂层的结构控制 、涂层刀片顶 层都可起到屏障作用，阻止裂纹在
刀具涂层技术现状及其展望
对刀具进行涂层是机械加工行业前进道路上的一大变革，它是在刀具韧性较高的基体上涂覆一层、二层乃至多层耐磨的难熔化合物，从而使刀具的性能得到极大改善。
经涂层的刀具可以提高加工效率、加工精度、延长寿命、降低成Array本，因而，受到世界各国普遍关注。
现状自20世纪60年代末第一代CVD气相沉积TiC硬质合金刀片问世以来，涂层技术对硬质合金刀具的发展起了巨大的促进作用。
20世纪80年代初PVD气相沉积TiN在高速钢刀具上成功应用，被誉为高速钢刀具性能的一场革命。
从此，涂层技术取得了飞速的发展，涂层工艺越来越成熟，涂层刀具应用范围越来越广泛。
西方工业发达国家使用的涂层刀具占可转位刀片的比例已由1978年的26%上升到2005年的90%，新型的数控机床所用的刀具中80%左右是涂层刀具。
瑞典山特维克可乐满和美国肯纳金属公司的涂层刀片的比例已达85%以上，美国数控机床上使用的硬质合金涂层刀片的比例为80%，瑞典和德国车削用的涂层刀具都在70%以上。
日本、俄罗斯涂层技术开发和应用也走在世界前列。
我国涂层刀具起步晚，但进步快，涂层网点遍布全国，不少城市都有自己的涂层中心，承接对外加工业务，厂矿也不甘示弱，国内几家大的工具厂拥有涂膜机都在10台以上，但多数应用在麻花钻等低端产品上。
德国等工业发达国家的涂层公司纷纷在我国安营扎寨，大搞涂层刀具对外加工。
由于资源匮乏和机械加工的高效化，以及数控技术进步及难加工材料增多，涂层刀具正以惊人的发展速度被动式向前挺进。
涂层技术的新发展纵观CVD、PVD技术的发展过程，可以发现几个共同的规律。
当第一代涂层产品进入市场后，首先要解决的是涂层设备的国产化问题，以满足市场需要；其次是开发新一代的涂层成分，以提高刀具的加工效率；第三是研制多层涂层及控制技术，使被涂刀具表层具有多种材料的综合力学性能，对切削、拉铣等不同加工对象实施个性化服务。
涂层技术的新发展主要有以下三个方面表现：膜系材料多元化目前应用最多的涂层物质是TiC、TiN、TiCN和Al2O3。
涂层刀具行业报告
涂层刀具行业报告涂层刀具是一种在刀具表面涂覆一层特殊材料的刀具，以提高刀具的耐磨性、耐腐蚀性和切削性能。
涂层刀具广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等行业，是现代制造业中不可或缺的重要工具。
本报告将对涂层刀具行业的发展现状、市场需求、技术趋势等方面进行深入分析。
一、涂层刀具行业的发展现状。
随着制造业的快速发展，涂层刀具行业也得到了迅猛的发展。
涂层刀具以其优异的性能，逐渐取代了传统的未经涂层处理的刀具，成为制造业中的主流产品。
目前，涂层刀具行业的竞争格局日益激烈，国内外企业纷纷加大研发投入，推出各种新型涂层刀具产品，以满足市场的不断增长的需求。
二、市场需求分析。
1. 机械加工行业。
机械加工行业是涂层刀具的主要应用领域之一。
随着机械加工行业的快速发展，对刀具的要求也越来越高，涂层刀具以其优异的耐磨性和切削性能，受到了广泛的青睐。
特别是在高速切削、重负荷切削等领域，涂层刀具的需求更是迅速增长。
2. 汽车制造行业。
汽车制造行业对刀具的要求也非常高，特别是在汽车发动机、变速箱等零部件的加工中，对刀具的耐磨性和切削性能要求更是严格。
因此，涂层刀具在汽车制造行业中也有着广阔的市场需求。
3. 航空航天行业。
航空航天行业对刀具的要求更是苛刻，对刀具的材料、精度、耐磨性等方面都有着极高的要求。
涂层刀具以其优异的性能，成为航空航天行业不可或缺的重要工具。
三、技术趋势分析。
1. 纳米涂层技术。
随着纳米技术的不断发展，纳米涂层技术被广泛应用于涂层刀具的生产中，通过纳米材料的应用，可以大幅提升涂层刀具的性能，使其具有更高的耐磨性和切削性能。
2. 多功能涂层技术。
未来涂层刀具的发展方向是多功能化，即在一种涂层中具备多种性能，如耐磨性、耐腐蚀性、导热性等，以满足不同领域的需求。
3. 智能制造技术。
随着智能制造技术的发展，涂层刀具的生产也将更加智能化，通过智能制造技术可以实现对涂层刀具生产过程的精准控制，提高生产效率和产品质量。
机械加工刀具材料与涂层研究
机械加工刀具材料与涂层研究1.引言机械加工是现代制造业中至关重要的环节之一。
而在机械加工中，刀具的材料和涂层的性能对加工质量和效率都有着重要影响。
因此，研究机械加工刀具材料与涂层的优化和改进，对提高机械加工的效率、降低成本具有重要意义。
本文将探讨机械加工刀具材料与涂层的研究进展。
2.刀具材料的选择（1）高速钢高速钢因其在高速切削条件下具有良好的硬度、耐磨性和耐冲击性，广泛应用于机械加工领域。
然而，由于高速钢的硬度限制和耐高温性能较差，对于一些高温条件下的复杂切削工艺，如高温合金的切削加工，需要采用更加先进的刀具材料。
（2）硬质合金硬质合金是目前机械加工刀具中广泛使用的材料之一。
硬质合金由硬质颗粒（如碳化钨、碳化钛）和金属结合相（如钴、镍）组成。
硬质合金因其具有高硬度、耐磨性和耐高温性能，在高速切削和重切削领域应用广泛。
（3）陶瓷刀具陶瓷刀具由氧化铝、氮化硅、碳化硅等陶瓷材料制成。
陶瓷刀具因其具有高硬度、优异的高温性能和耐磨性，适用于高温合金和一些难加工材料的切削加工。
然而，由于陶瓷刀具的脆性和较高的成本，其在机械加工中的应用还较有限。
（4）超硬刀具超硬刀具是近年来发展起来的新型刀具材料，其主要成分是立方氮化硼（cBN）和金刚石。
超硬刀具因其具有硬度高、热稳定性好、低摩擦系数等特点，在高速切削和超精密切削领域有着广泛应用。
3.涂层技术的发展（1）单层涂层单层涂层是最早应用于刀具的一种涂层技术。
一般采用技术包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）。
PVD和CVD涂层均可提高刀具的硬度、耐磨性和抗腐蚀性，从而延长刀具的使用寿命。
（2）多层涂层多层涂层是在单层涂层的基础上进一步发展起来的。
多层涂层的优点是：在不同层间设计不同材料和厚度，以提高刀具的耐磨性和切削性能。
常用的多层涂层结构包括TiN/TiCN、TiAlN/TiN等。
（3）纳米涂层纳米涂层是近年来涂层技术的一个重要发展方向。
纳米涂层具有很小的颗粒尺寸，可以提供更好的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能，还可以提高材料的韧性和强度。
刀具涂层技术的研究现状和发展趋势
刀具涂层技术的研究现状和发展趋势一、本文概述刀具涂层技术作为提升刀具性能、延长刀具使用寿命的重要手段，在现代制造业中发挥着至关重要的作用。
随着科学技术的不断进步，刀具涂层技术的研究和应用也在不断深化。
本文旨在全面概述刀具涂层技术的研究现状，分析其发展趋势，为相关领域的科研工作者和从业人员提供参考和借鉴。
本文将首先介绍刀具涂层技术的基本概念、分类及其应用领域，阐述涂层技术在提高刀具硬度、耐磨性、抗腐蚀性等性能方面的优势。
随后，本文将重点分析当前刀具涂层技术的研究现状，包括涂层材料的选择、制备工艺的优化、涂层与基材的结合机制等方面。
还将探讨涂层技术在不同制造领域中的应用案例，以及在实际应用中遇到的问题和挑战。
本文将展望刀具涂层技术的发展趋势，包括新型涂层材料的研发、涂层制备技术的创新、涂层性能的优化等方面。
通过对刀具涂层技术未来发展方向的探讨，旨在为相关领域的科研工作者和从业人员提供有益的启示和思考。
二、刀具涂层技术的基础知识刀具涂层技术是一种通过物理或化学方法在刀具表面形成一层或多层薄膜的技术，旨在提高刀具的性能和寿命。
这些涂层能够显著增强刀具的硬度、耐磨性、抗热性以及化学稳定性，从而提升刀具在切削过程中的切削效率、加工精度和使用寿命。
涂层材料的选择是刀具涂层技术的关键。
目前，常用的涂层材料主要包括金属氧化物（如氧化铝、氧化钛）、金属氮化物（如氮化钛、氮化铬）、金属碳化物（如碳化钛、碳化钨）以及金刚石和类金刚石等。
这些材料具有优异的物理和化学性能，能够在刀具表面形成坚固的保护层。
涂层技术主要分为物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）两大类。
物理气相沉积技术通过物理过程将涂层材料蒸发并沉积在刀具表面，主要包括真空蒸发、溅射、离子镀等方法。
而化学气相沉积技术则通过化学反应在刀具表面生成涂层，包括热化学气相沉积和等离子化学气相沉积等。
涂层结构的设计也是刀具涂层技术中的重要环节。
涂层结构通常由底层、中间层和顶层组成，旨在实现涂层与基体之间的良好结合、提高涂层的耐磨性和抗热性，以及优化涂层表面的性能。
刀具涂层技术的现状与展望
2000 年第 34 卷 3
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刀具涂层技术的现状与展望
成都工具研究所( 610056) 陈维喜
摘 要: 综述了国内外切削刀具涂层技术的现 状, 展望了 涂层技术 的发展 前景, 分析 了 CVD 和 PVD 工艺各 自 具备的优点和不足。指出, 开发新的涂层材料和 CVD、PVD 两种工艺相互补充, 可获得较理想的涂层效果。
材料 T iC
熔点 密度 ( ) ( g/ cm3) 3067 4 93
硬度 弹性模量 线胀系数 抗高温
( Hv) ( kN/ mm2) ( 10- 6/ K) 氧化性能
2800 470
80
一般
TiN 2950 5 40 2100 590
94
一般
TiB2 3225 4 50 3000 560
78
一般
收稿日期: 1999 年 7 月
要用于套装麻花钻及齿轮刀具的涂层处理, 估计涂 层套装麻花钻已占全磨制麻花钻总量的 50% 左右。 以江苏丹阳飞达、天工两个大型工具集团为例, 每年 麻花钻涂层费用均超过 500 万元人民币, 约有 20 台 PVD 设备供麻花钻涂层使用。国内主要齿轮刀具厂 均拥有 PVD 设备, 为本厂产品涂层 服务, 加上齿轮 制造厂自身在邻近涂层厂涂层的刀具, 齿轮刀具中 涂层刀具的比例已大于 60% 。近年来, 齿轮刀具刃 磨后进行重涂以提高切削效率的概念已逐渐被齿轮 加工业认可, 因此, 今后齿轮刀具的涂层量必将进一 步增加。
涂层刀具技术发展现状
１ 汽轮机找中心的目的 机组安全运行 ， 严重者可以造成部件损坏。 下部形成－层油膜 ，由于油膜压力作用使转子发 首先， 使汽轮发电机组各转子 的中心线连接 ３找中心 的内容 生位移 ， 中心就发生变化 ， 对圆筒和椭 圆 轴瓦， 形 成一条连续光滑 的曲线 ， 使连接转子的联轴器中 找中心内容包括汽缸 、 轴承座洼窝 ， 电机 横向移动量达 ０ ，． ｍ， 发 ， ０ ｒ 三油楔轴瓦横向变化 １ ３ － ａ 心线成为一根连续的轴。转动时对轴承不致于周 期性交变作用力 ， 避免发生振动。 其次， 使汽轮机静止部件与转动部件运行时 基本保持同心。 其中心偏差值不超过规定数值， 以 保证转动部件与静止部件径 向不发生磨擦。 ２中心不正有以下危害 ２１ ．使转子和轴封磨擦 ， 从而增加轴向间隙 ； ２ 使隔板汽封之间间隙增加 ，增加漏汽损 ＿ ２ 失， 机组效率降低 ， 同时造成轴 向推力增大； 静子找中心 ； 轴封套 、 隔板及隔板套找中心 ； 汽轮 机发电机组找中心。 ４找中心注意事项 首先 ， 处在运行状态时， 注意以下几点： （） １轴承建立油膜后 ， 转子稍微抬起 ， 向一 并 侧移动 ；２金属热膨胀后 ， （） 位置发生变化 ， 发电机 转子要 比汽轮机高—些 ；３考虑低压缸受真空及 （） 凝汽器内循环水、 凝结水重量的影响 ； 其次 ， 止状态 时， 静 要考虑转 子本身重量所 不大。 ６找中心的方法 对轮中心的测量 ， 有两种方法分别是 ： （） １使用塞尺测量 ；２ 使用千分尺的测 量。 （） 黑化集团热电厂有 ２ 台汽轮机 ， １ ＃机为 Ｂ ３／ －５ ０ １ 型 ６０ Ｋ ２ ００ Ｗ。 ＃机为 Ｃ １－ ５１／ １０ ０ Ｗ， Ｃ ２３ ／ ５ ２ ０ Ｋ 就 ０ 是使用千分尺测量。 方法 ： （） 、 ４ １ — 钡量圆周值的千分尺和两个测量端
涂层刀具的应用现状及发展趋势
涂层刀具的应用现状及发展趋势涂层技术是提升刀具性能的主要手段之一。
通过涂层可以提高切削刀具抗各种磨损的能力,延长了刀具的寿命,提高了被加工零件的表面精度,也提高了切削速度和进给速度,从而提高金属切削效率。
本期话题,主要讨论刀具涂层技术的最新进展情况和发展前景。
涂层刀具的应用现状及发展趋势涂层技术是提升刀具性能的主要手段之一。
通过涂层提高了切削刀具抗各种磨损的能力,延长了刀具的寿命,提高了被加工零件的表面精度,也提高了切削速度和进给速度,从而提高了金属切削效率。
今天,在切削刀具主流材料的硬质合金中,涂层硬质合金刀具占了80%,而其中CVD(化学涂层)又占了60%~65%,其余为PVD(物理涂层)。
在CVD涂层方面,包括TiCN、TiC、TiN、ZrCN和Al2O3等各种化合物的多层复合涂层对改善涂层的综合性能,如结合强度、韧性、耐磨性和抗磨性及耐腐蚀性具有良好的效果。
现在典型的VCDTiN(外层) + Al2O3(中层)+TiCN(内层)多层式结构正在从涂层工艺上和涂膜的厚度上得到进一步改善。
MTCVD (中温化学涂层)因有较低的工艺温度和较快的沉积速率使得涂层与基体分界面上的脆性η相最小化,同时减少了在高温CVD涂层中常见的由高温导致的拉伸裂纹,因此,MTCVD TiCN涂层已成为CVD多层涂层中的一个主要构成,这种MTVCD已用于α- Al2O3涂层,如ISCAR的α-IC9150、α-IC9250、α-IC9350和α-IC4100等,提升了涂层与基体的结合强度和抗后面磨损、前面磨损和抗粘附的能力。
在PVD涂层方面,也从单一的TiN或TiCN或TiAlN涂层发展到现在的复合涂层即硬涂层+软涂层。
为适应更高切削速度和干式切削的要求,涂层刀具的红硬性成为近几年PVD技术的开发热点。
TiAlN的改进涂层AlTiN提高了薄膜中Al的含量(Al含量大于50%),提升了涂层的红硬性、化学稳定性和抗氧化的性能,如ISCAR的Al-IC910(加工铸铁和钢)、Al-IC900、Al-IC930(加工钢、不锈钢、硬钢、铸铁、高温合金等)。
刀具涂层材料的分类及研究进展
刀具涂层材料的分类及研究进展摘要：采用涂层技术可有效提高切削刀具的使用寿命,使刀具获得优良的综合机械性能，从而大幅度提高机械加工效率。
我国的刀具涂层材料经过多年发展，目前正处于关键时期，充分了解国内外刀具涂层材料的现状及发展趋势，有计划、按步骤地发展刀具涂层材料，对提高我国切削刀具制造水平具有重要意义。
关键词：涂层刀具硬度膜Progress in the coating materials for tools and their classificationAbstract：Coating technology can be used to improve the service life of cutting tools effectively and enable the cutting tools to obtain excellent and comprehensive mechanical properties that will improve machining efficiency significantly . After years of development current coating materials for cutting tools is at a crucial period in China, full understanding on present status and development trend of tool coating materials both at home and abroad , and a planned step-by-step development of the coating materials for cutting tools will be of far reaching importance for improvement of our level in cutting tool manufacturing.Key Words: Coating ，Cutting Tool ，Hardness ， Film数控技术的发展离不开高寿命的切削工具——刀具。
刀具涂层
数控涂层刀具技术的进展【摘要】：当前，全球经济正处在一个根本性的变革时期，制造业已发生了革命性转变，以数控机床为基础的现代制造技术正朝着高速‘干式切削加工方向迈进。
在该领域中，切削刀具制造技术的发展至关重要。
现代化的金属切削加工，对刀具的要求是高切削速度、高进给速度、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性。
由于刀具涂层技术可大幅度提高刀具的综合性能，使刀具切削性能有了重大突破，它将刀具基体与硬质薄膜表层相结合，由于基体保持了良好的韧性和较高的强度，硬质薄膜表层有具有高耐磨性和低摩擦系数，从而使刀具的性能大大提高。
尤其是近年来超硬薄膜设计概念的提出，在理论上有效地改善刀具的高温性能，使涂层刀具应用于高速’干式切削加工成为可能。
【Abstract】：At present, the global economy is in a fundamental period of change, the manufacturing sector have taken place in a revolutionary shift, CNC machine tools based on modern manufacturing technology is moving high-speed 'dry machining direction. In the field, cutting tools and manufacturing technology development. Modern metal cutting tool requirements for high cutting speed, high feed rate, high reliability, long life, high accuracy and good cutting control. Tool coating technology can significantly improve tool performance, tool cutting performance has been a major breakthrough, and it tool substrate and the film surface of the hard substrate to maintain a good toughness and high strength, rigid film surface with high wear resistance and low coefficient of friction, and thus greatly improve the performance of the tool. Especially in recent years superhard film design concept proposed to improve the high temperature performance of the tool, coated tools used in high-speed 'Dry Cutting it possible in theory.【关键词】：刀具涂层切削效率涂层材料 CVDKeywords:tool coating Cutting efficiency Coating material CVD【引言】：自20世纪70年代初硬质涂层刀具问世以来，化学气相沉积(CVD)技术和物理气相沉积(PVD)技术相继得到发展，为刀具性能的提高开创了历史的新篇章。
刀具涂层技术综述
刀具涂层技术综述专业班级：姓名：学号：11指导老师：刀具涂层技术综述摘要：结合近年来刀具涂层技术的发展状况，介绍了各种刀具涂层材料，结构以及制备方法。
将涂层材料分为硬涂层与软涂层进行了介绍，综述了各种涂层结构。
刀具涂层的制备方法包括化学气相沉积法（CVD）、物理气相沉积法（PVD）、等。
介绍了刀具涂层工艺的研究现状，并对刀具涂层的发展方向进行了探讨。
关键词：刀具涂层；涂层材料；涂层结构；涂层工艺Development Summary of cutting tool coating technologyAbstract：The various tool coating materials which can bedivided into hard coating and soft coating are described based on recent development of tool coating technology.Various structures of coating materials and their preparation methods are summarized. Tool coating preparation methods consist of chemical vaporde position method(CVD)，physical vaporde position method(PVD). The technological research statusand the developmenttrends of tool coating are introduced.Keywords：cutting tool coating ;coating materials ;coating structure ;coating process 1 前言现代制造业对机械加工提出了更高的要求，提高加工效率、可靠性与精度的需求使各国不断加强对刀具涂层技术的关注。
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V o.l 37 No .2 A pr .2008 SURFACE TECHNOLOGY现代刀具涂层制备技术的研究现状康勃,马瑞新,吴中亮,王目孔,林炜(北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083)[摘 要] 刀具涂层是一种机床工具行业的重要材料,其性能直接影响数控机床的机械加工精度。
概述了刀具涂层材料的特点、要求及涂层制备技术的发展,分析了化学气相沉积法、物理气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法及溶胶2凝胶法等几种涂层制备方法的优缺点。
结合国内外刀具涂层的研究现状及发展趋势,指出在大力发展化学气相沉积涂层和物理气相沉积涂层技术的同时,开发两者相结合的新型工艺,推动国内刀具涂层技术的快速发展。
[关键词] 刀具涂层;化学气相沉积;物理气相沉积;溶胶2凝胶[中图分类号]TG174.44;TG71[文献标识码]A[文章编号]1001-3660(2008)02-0071-04R esearch Status i n Preparati on ofModern Cutti ng Tool Coati ngsKA NG Bo ,M A Rui 2xi n ,WU Zhong 2liang,W A NG Mu 2kong,LI N Wei(School ofM etallur gical and E col o gica lEngineeri n g ,Beiji n g Un iversity of Science and Technol o gy ,Beiji n g 100083,Ch i n a)[Abstract] Cutti n g tool coating is a k i n d of i m portantm aterial in m ach i n e tool&tools i n dustry and its perf or m 2ance w ill deter m i n e the machi n i n g accuracy of C NC m ach i n es .The coati n g m aterial characteristic ,the request and thecoating technology deve lopment of the cutti n g tool were briefly i n tr oduced .The good and bad poi n ts of C VD ,PVD ,PECVD and the Sol 2G elmethod were analyz ed spec ifi c ally .Un if yi n g the present situation and the trend of the deve l o p 2ment of the cutting tool coati n g at ho me and abroad ,it poi n ted out a ne w craft shou l d be deve loped i n which both CVD and PVD are un ified while vigor ously deve l o ping any one sole l y .By th i s way t h e do mestic coatingmarketw illbe i m pe lled w it h a f ast deve l o pmen.t[K ey w ord s] Cutting tool coati n gs ;CVD ;PVD ;Sol 2Ge lMethod[收稿日期]2007-09-24[作者简介]康勃(1983-),女,陕西西安人,硕士,研究方向为功能薄膜材料。
0 引 言进入21世纪以来,全球经济蓬勃发展,处在一个根本性的变革时期。
在微电子技术、信息技术、材料科学等高新技术的发展以及制造技术包括数控机床、刀具材料、涂层技术等全面进步的基础上,切削技术进入了崭新阶段,开发了高速、高效、柔性、复合、智能、环保的切削加工新技术,使切削加工水平上升到一个新的高度。
现代化的金属切削加工要求刀具具有高切削速度、高进给速度(可增至原切削速度的2~3倍)[1]、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性。
因此,高水平、稳定的刀具涂层技术越来越受到机械加工企业的青睐。
涂层技术是提高切削效率,降低加工成本的有效途径。
刀具基体与硬质薄膜表层相结合,由于基体保持了良好的韧性和较高的强度,硬质薄膜表层又具有高耐磨性和低摩擦因数,从而使刀具的性能显著提高,而且,随着涂层技术设备的日趋集成化、模块化和智能化,涂层费用已比初期下降1/2~2/3,涂层刀具在刀具总量中所占的比例将会越来越大[2]。
1 涂层材料的发展现状与趋势1.1 涂层材料的特点涂层的特点是涂层薄膜与刀具基体相结合,提高刀具的耐磨性而不降低基体的韧性,从而降低刀具与工件的摩擦因数,延长刀具的使用寿命。
此外,由于涂层自身的热传导系数比刀具基体和加工材料低得多,可以有效减少摩擦所产生的热量,形成热屏蔽,改变热量的散失途经,从而降低刀具与工件、刀具与切屑之间的热冲击和力冲击,有效地改善了刀具的使用性能[3]。
刀具磨损机理研究表明,在高速切削时,刀刃温度最高可达900e ,此时刀具磨损不仅是机械摩擦磨损(刀具后面磨损的主要形式),还有粘结磨损、扩散磨损、摩擦氧化磨损(刀具刀刃磨损及月牙洼磨损的主要形式)和疲劳破损,这5种磨损直接影响刀具的使用寿命。
而刀具涂层所起的作用表现为:1)在刀具与被切削材料之间形成隔离层;2)通过抑制从切削区到刀片的热传导来降低热冲击;3)有效减少摩擦力及摩擦热。
刀具通过涂层处理,实现固体润滑,减少摩擦和粘结,使刀具吸收热量减少,从而可承受较高的切削温度[4]。
1.2 涂层材料的要求刀具表面的硬质薄膜要求:1)硬度高,耐磨性能好;2)化学性能稳定,不与工件材料发生化学反应;3)耐热耐氧化,摩擦因数低,与基体附着牢固等。
单一涂层材料很难全部达到上述技术要求。
例如,碳化钛(T i C)是一种高硬度耐磨化合物,有着良好的抗摩擦磨损性能;氮化钛(T i N)的硬度稍低,但却有较高的化学稳定性,且能大大减少刀具与被加工工件之间的摩擦因数。
但两者的单一涂层均很难满足高速切削对刀具涂层的综合要求,故往往制成多元复合涂层,配制成较理想的刀具涂层材料。
如:T i C N兼有T i C和T i N的综合性能,其硬度高于T i C和T i N,可降低涂层的内应力,提高涂层的韧性,增加涂层的厚度,阻止裂纹的扩散,减少刀具崩刃,显著提高了刀具的使用寿命。
单一涂层向多元复合涂层的发展把不同的涂层材料所具有的优良特性结合起来,这些特性包括:由中间层提供高的热稳定性,由最上层提供高硬度,或者由软的或固态自润滑层的最上层提供低的摩擦因数。
1.3涂层材料的发展目前,由于单一涂层材料难以满足提高刀具综合机械性能的要求,涂层技术已由单层薄膜向多层、梯度、纳米及纳米复合结构薄膜涂层发展。
复合涂层发展的重点是根据被加工材料的性质和加工特点来设计涂层成分、厚度及与之相匹配的基体材料,获得最佳组成和最佳涂覆效果。
纳米涂层在极大程度上发展了涂层技术,一种多层结构T i A l N薄膜的最新技术可达上百层,适用于高速钢和硬质合金材料,用于钻削、车削或干式切削的高速加工。
纳米复合薄膜兼有硬涂层和软涂层的优势,以瑞士p l a tit涂层公司的(nc2T i1-x A lxN)/(A2Si3N4)纳米复合相结构薄膜为例,在强等离子体作用下,纳米T i A l N晶体被镶嵌在非晶态的S i3N4体内,使其薄膜硬度可达50GP a,且高温硬度更为突出[5]。
韩荣第等人的切削实验证明:涂层刀具比未涂层刀具的切削力要小,而复合涂层比单一涂层的切削力更小[6]。
T i C、T i N、T i A l N、A l2O3和金刚石等材料被广泛用作涂层材料。
2刀具涂层技术综述涂层成分能否在涂层刀具上发挥应有的性能,除了涂层与基体的结合强度、涂层及界面组织结构、择优取向、各单层厚度及总厚度等决定涂层刀具性能的重要因素外,在很大程度上还取决于涂层工艺的技术水平,因为刀具材料表面的物理、化学、力学性能严重影响现代切削加工的顺利进行。
因此,涂层制备工艺至关重要。
常用的刀具涂层工艺一般分为化学气相沉积(CVD)、中温化学气相沉积(MTCVD)、物理气相沉积(PVD)、离子辅助沉积技术(IBAD)、等离子增强化学气相沉积技术(PECVD)以及溶胶2凝胶法(Sol2GelM etho d)。
2.1化学气相沉积涂层化学气相沉积涂层(CVD)是使挥发性化合物气体发生分解或化学反应,并在被镀工件上沉积成膜的方法。
其基本原理是沉积物以原子、离子、分子等原子尺度的形态在材料表面沉积,形成金属或化合物的涂层。
这一涂层的沉积必须在一定的能量激活条件下进行,经过物料气化,扩散到基体表面并在基体表面发生反应形成覆盖层[7]。
高温化学气相沉积涂层的优点显著:1)其所需涂层源的制备相对容易;2)可实现Ti C、T i N、T i C N、T i B、A l2O3等单层及多元复合涂层;3)涂层与基体之间具有很高的结合强度,薄膜厚度可达7~9L m;4)涂层具有良好的耐磨性能。
但该技术也有其不可避免的缺点:1)涂层是在1000e以上的温度下沉积而成,由于涂覆温度高,使涂层与基体之间容易产生一层脆性的脱碳层(G相),导致刀具脆性破裂,抗弯强度大大下降;2)涂层内部为拉应力状态,使用时容易产生微裂纹,影响刀具性能;3)CVD 工艺在涂层过程中排放的废气、废液会造成环境污染,与国家所提倡的绿色制造、绿色工业相左,从20世纪90年代中后期以来,高温气相沉积技术的发展和应用受到了一定的制约[8]。
目前,顺应时代潮流,发展中低温的化学气相沉积涂层(MTCVD),其机理与高温化学气相沉积涂层的机理相同,只是前者的涂层比后者的涂覆温度低一些,仅为700~900e,趋于向低温、高真空的方向发展。
中温化学气相沉积涂层有以下优点:1)沉积速度快;2)涂层厚且均匀;3)涂层附着力高;4)内部残余应力小[9]。
采用MTCVD技术获得的致密纤维状结晶形态结构的涂层具有极高的耐磨性、抗热震性及韧性,例如用MTCVD技术沉积Ti CN,可得到较厚的细晶纤维状结构,涂层厚度可达CVD技术涂层厚度的1.5倍,且为半粘结状态,有效地改善了刀具在连续切削条件下的抗崩刃性。
而且,MTCVD技术沉积形成的单相A2A l2O3显微晶相结构,一改传统氧化铝涂层(A2A l2O3与C2A l2O3的混合相结构)表面不光滑、热稳定性差的弊端,表面光滑,热稳定性好,抗扩散磨损好。