刀具涂层材料、涂层方法
涂层刀具材料特点及刀具的应用
涂层刀具材料特点及刀具的应用对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一。
涂层刀具的出现，使刀具切削性能有了重大突破。
涂层刀具是在韧性较好刀体上，涂覆一层或多层耐磨性好的难熔化合物，它将刀具基体与硬质涂层相结合，从而使刀具性能大大提高。
新型数控机床所用切削刀具中有80％左右使用涂层刀具。
涂层刀具将是今后数控加工领域中＊重要的刀具品种。
⑴ 涂层刀具的种类根据涂层方法不同，涂层刀具可分为化学气相沉积(CVD)涂层刀具和物理气相沉积(PVD)涂层刀具。
涂层硬质合金刀具一般采用化学气相沉积法，沉积温度在1000℃左右。
涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法，沉积温度在500℃左右；根据涂层刀具基体材料的不同，涂层刀具可分为硬质合金涂层刀具、高速钢涂层刀具、以及在陶瓷和超硬材料(石和立方氮化硼)上的涂层刀具等。
根据涂层材料的性质，涂层刀具又可分为两大类，即“硬”涂层刀具和‘软”涂层刀具。
“硬”涂层刀具追求的主要目标是高的硬度和耐磨性，其主要优点是硬度高、耐磨性能好，典型的是TiC 和TiN涂层。
⑵ 涂层刀具的特点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比未涂层刀具可提高2倍以上，并允许有较高的进给量。
涂层刀具的寿命也得到提高。
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。
③ 涂层厚度：随涂层厚度的增加刀具寿命也会增加，但当涂层厚度达到饱和，刀具寿命不再明显增加。
涂层太厚时，易引起剥离；涂层太薄时，则耐磨性能差。
④ 重磨性：涂层刀片重磨性差、涂层设备复杂、工艺要求高、涂层时间长。
⑤ 涂层材料：不同涂层材料的刀具，切削性能不一样。
如：低速切削时，TiC涂层占有优势；高速切削时，TiN 较合适。
⑶ 涂层刀具的应用涂层刀具在数控加工领域有巨大潜力，将是今后数控加工领域中＊重要的刀具品种。
PCD﹑PCBN刀具材料及刀具涂层
PCD﹑PCBN刀具材料及刀具涂层(一）PCD二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率.金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。
在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。
由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石.但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开PCD刀具材料的主要性能指标：①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍;②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5~9倍，甚至高于PCBN和铜,因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为0。
1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1）,因此PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10 —6~1。
18×10 —6,仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高;⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小,在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。
PCD 刀具的应用:工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。
自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。
目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。
据报道,1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10。
7万把。
刀具选择正确的涂层
刀具选择正确的涂层涂层也有助于提高刀具的切削性能。
目前的涂层技术包括：（1）氮化钛（TiN）涂层：这是一种通用型PVD和CVD涂层，可以提高刀具的硬度和氧化温度。
（2）碳氮化钛（TiCN）涂层：通过在TiN中添加碳元素，提高了涂层的硬度和表面光洁度。
（3）氮铝钛（TiAlN）和氮钛铝（AlTiN）涂层：氧化铝（Al2O3）层与这些涂层的复合应用可以提高高温切削加工的刀具寿命。
氧化铝涂层尤其适合干式切削和近干切削。
AlTiN涂层的铝含量较高，与钛含量较高的TiAlN涂层相比，具有更高的表面硬度。
AlTiN涂层通常用于高速切削加工。
（4）氮化铬（CrN）涂层：这种涂层具有较好的抗粘结性能，是对抗积屑瘤的＊＊解决方案。
（5）石涂层：石涂层可以显着提高加工非铁族材料刀具的切削性能，非常适合加工石墨、金属基复合材料、高硅铝合金和其他高磨蚀性材料。
但石涂层不适合加工钢件，因为它与钢的化学反应会破坏涂层与基体的粘附性能。
近年来，PVD涂层刀具的有所扩大，其价格也与CVD涂层刀具不相上下。
CVD涂层的厚度通常为5－15μm，而PVD涂层的厚度约为2－6μm。
在涂覆到刀具基体上时，CVD涂层会产生不受欢迎的拉应力；而PVD涂层则有助于对基体形成有益的压应力。
较厚的CVD涂层通常会显着降低刀具切削刃的强度。
因此，CVD涂层不能用于要求切削刃非常锋利的刀具。
在涂层工艺中采用新的合金元素可以改善涂层的粘附性和涂层性能。
例如，伊斯卡公司的3PSumoTec处理技术能提高PVD和CVD 两类涂层的韧性、光滑程度和抗崩刃性能。
同样，该工艺还能消除PVD涂层时在涂层表面产生的有害液滴，从而使涂层表面更光滑，使刀片在加工时切削温度更低、寿命更长、形成更理想的切屑流，以及能采用更高的切削速度。
复合涂层具有很好的耐磨性和抗崩刃性，非常适合用于高速切削铸铁的各种刀片牌号，其预期的切削速度可达到650－1200sfm以上（取决于工件材料的类型和加工条件）。
刀具涂层工艺流程
刀具涂层工艺流程嘿，朋友们！今天咱就来聊聊刀具涂层工艺流程这档子事儿。
你想想看，刀具就像是厨房里的战士，而涂层呢，那就是给战士穿上的超级铠甲呀！这涂层可重要了，它能让刀具变得更锋利、更耐用。
那这神奇的涂层是怎么弄上去的呢？这可得一步一步来。
首先呢，得把刀具清理得干干净净，就像给它洗了个舒服的澡，把那些脏东西、杂质啥的都去掉，这样涂层才能更好地附着呀。
这就好比你要给墙刷漆，总得先把墙打扫干净吧？然后呢，就到了关键的涂层环节啦。
就像是给刀具精心打扮一样，要把那特殊的材料均匀地涂上去。
这可不是随便涂涂就行的，得有技巧，得细致，不然涂层不均匀，那可就不完美啦。
涂完之后，还得让它好好地“休息”一下，进行固化。
这固化的过程就像是让涂层和刀具紧紧拥抱在一起，变得亲密无间，成为一个坚不可摧的整体。
等固化好了，哇塞，一把崭新的、带着厉害涂层的刀具就诞生啦！你可以拿着它在厨房里大显身手，切菜、剁肉啥的，那叫一个轻松加愉快呀。
你说这涂层工艺流程是不是很有意思？就好像是在给刀具进行一场华丽的变身。
而且不同的涂层还有不同的特点呢，有的特别耐磨，有的能让刀具保持锋利更长时间。
想象一下，要是没有这涂层工艺流程，那我们的刀具可能用不了多久就变钝了，多不方便呀。
所以说呀，这小小的涂层工艺流程可有着大作用呢！咱们生活中的很多东西其实都有类似这样看似普通却很重要的工艺。
就像我们盖房子，一砖一瓦的搭建不也是一种工艺吗？每一个环节都不能马虎，都得认真对待，这样才能造出坚固漂亮的房子。
刀具涂层工艺流程也是这样，每一个步骤都需要精心操作，才能让我们拥有好用的刀具呀。
这就是生活中的小细节，小智慧，是不是很值得我们去了解和探索呢？反正我觉得挺有意思的，你呢？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
硬质合金切削刀具的材料选择与表面涂层优化
硬质合金切削刀具的材料选择与表面涂层优化硬质合金切削刀具是现代制造业中广泛应用的工具，它能够高效地进行金属切削加工。
在选择硬质合金切削刀具的材料和优化表面涂层方面，存在着一系列的考虑因素。
本文将深入探讨硬质合金切削刀具材料选择和表面涂层优化的相关问题。
首先，硬质合金切削刀具的材料选择对其性能和寿命有着重要影响。
目前市场上常见的硬质合金切削刀具材料包括钨钛合金、钨钼合金、钨钨合金等。
这些材料具有高硬度、热稳定性和耐磨性的特点，能够满足各种切削加工的需求。
在选择硬质合金切削刀具材料时，应根据具体的切削材料和加工条件进行考虑。
不同材料的硬质合金切削刀具在不同切削材料和加工条件下的性能表现也有所不同。
钨钛合金切削刀具适用于加工碳钢、不锈钢等材料，具有优异的切削性能和较长的使用寿命；钨钼合金切削刀具适用于高硬度材料的切削加工，具有较好的耐磨性和耐热性；钨钨合金切削刀具适用于加工高温合金等材料，具有良好的耐磨性和抗蚀性。
其次，硬质合金切削刀具的表面涂层优化也是提高刀具性能和寿命的关键。
表面涂层能够提供刀具表面的硬度、抗磨性和耐热性，从而降低切削时的热失效和磨损。
常见的硬质合金切削刀具表面涂层包括涂层碳化物、涂层氮化物和多层复合涂层等。
涂层碳化物主要是利用碳化物材料进行表面改性，提高切削刀具的硬度和耐磨性；涂层氮化物主要是通过氮化处理，形成硬度更高的氮化物层，提高切削刀具的耐磨性和耐热性；多层复合涂层是通过在刀具表面层叠多种材料，并通过控制不同材料的厚度和组合，达到提高切削刀具性能的目的。
在进行硬质合金切削刀具表面涂层优化时，应根据切削材料、加工条件和切削过程中的磨损机理来选择合适的涂层类型。
以增加刀具的硬度和抗磨性为主要目标，选择碳化物涂层；以提高刀具的耐热性和耐磨性为主要目标，选择氮化物涂层。
同时，在选择涂层材料时，还应考虑成本、制备工艺和刀具几何形状等因素。
此外，刀具表面涂层的结构和性能也需要进行优化。
金刚石涂层刀具表面处理方法
金刚石涂层刀具表面处理方法随着世界经济的发展，人们对于金刚石涂层刀具表面处理方法的需求越来越多。
金刚石涂层刀具在它的使用过程中能够提供稳定的质量，有利于提高刀具的耐久性。
而金刚石涂层刀具表面处理方法的好坏，直接影响刀具的长期使用性能。
首先，涂层前的刀具必须经过精加工，以保证刀具在涂层过程中能够达到最佳效果。
其次，应采用热喷涂技术，来确保刀具表面的质量和耐磨性。
此外，在热喷涂之前，应进行喷涂前准备工作，以保证涂层的稳定和质量。
同时，还应采用正确的喷枪喷涂方法，以减少涂层的厚度，并保证涂层的均匀性。
此外，涂层过程中还应注意刀具表面的处理温度和热喷涂压力控制，以免涂层中产生裂缝，影响刀具表面的效果。
而且，应采用优质的刃具和高质量的涂料，以保证刀具在使用中的高性能。
最后，刀具涂层完成后，还应经过定期检查和维护，以保证刀具表面的质量和使用寿命。
本文介绍了金刚石涂层刀具表面处理的方法，以下内容介绍了如何更好地利用金刚石涂层刀具表面处理技术：首先，采用良好的刃具和涂料，结合精细的加工工艺，以保证刀具表面涂层的质量；其次，采用热喷涂技术，控制喷枪压力，以减少涂层的厚度；再次，对金刚石涂层刀具表面进行定期检查，以保证涂层的稳定性；最后，采取有效的保养措施，以确保刀具的耐久性。
从上述内容可以看出，金刚石涂层刀具表面处理是一个复杂的过程，需要采用合理的方法和技术，追求刀具表面处理的更好性能和更高质量。
金刚石涂层刀具在数据中心和工业领域中的广泛应用，也表明了其良好的性能。
金刚石涂层刀具表面处理方法的优化，有助于提高刀具的使用性能和耐久性，从而提高国家的经济效益。
总之，金刚石涂层刀具表面处理是一个复杂的过程，需要采用合理的方法和技术，以保证刀具表面的质量和性能。
这需要采用高质量的刃具和涂料，结合精细的加工工艺，以及正确的热喷涂方法，并按照规定定期检查和维护刀具表面。
以上内容概述了金刚石涂层刀具表面处理方法，为相关行业提供了有用的参考信息。
金刚石涂层刀具表面处理方法
金刚石涂层刀具表面处理方法
金刚石涂层刀具是当前最先进的刀具材料，能够用于切削加工，深度加工，磨削加工等业务。
但是，由于其高硬度，往往表面会变得失光、发粗和有氧化皮，因此，金刚石涂层刀具表面处理方法成为最重要的课题。
首先，对金刚石涂层刀具表面的处理通常都要清洁后进行，以期获得最佳效果。
在这一步之前，专门的腐蚀剂可以用来去除残留的油料，令表面干净平整。
接着，用清水和肥皂水将清洗完毕的表面清洗，以去除尘土和散装颗粒杂质，待干后，可以开始表面处理。
其次，常用的表面处理方法有拉丝法、抛光法和渗透涂层法。
以拉丝法为例，其处理程序大致是先用拉丝和抛光轮，将残留在金刚石涂层刀具表面的某些物质拉丝掉；接着，用抛光轮抛光表面，使其变得光滑，并减少断层，从而提高加工精度。
此外，抛光法也可以用于对金刚石涂层刀具表面进行处理。
采用抛光头抛光表面，使抛光头更加柔软，减少材料的磨耗，同时也起到反膨胀作用，使表面变得平整光滑。
特别是在定形加工中，采用抛光法可以消除表面毛刺，减少刀具的磨耗，提高加工精度和表面质量。
最后，渗透涂层处理也是对金刚石涂层刀具表面进行处理的一种方法，它将涂料放到表面上，然后用热涂技术进行处理，使表面形成深度渗透层，有效保护刀具金刚石涂层，提高表面耐擦损性能，减少氧化反响，延长刀具寿命。
综上所述，对金刚石涂层刀具表面的处理方法有拉丝法、抛光法
和渗透涂层法，它们都可以显著提高表面光泽度，延长刀具使用寿命，提高加工精度，从而使加工质量得到大大改善。
因此，金刚石涂层刀具表面处理是十分重要的，工程师和技术人员应当正确选择和适宜的处理方法，以提高加工质量，保证产品质量。
涂层刀具的涂层材料、涂层方法及发展方向
涂层刀具的涂层材料、涂层方法及进展方向在切削加工中，刀具性能对切削加工的效率、精度、表面质量有着决议性的影响。
刀具性能的两个关键指标硬度和强度（韧性）之间好像总是存在着冲突，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）构成的涂层刀具，较好的解决了刀具存在的强度和韧性之间的冲突，是切削刀具进展的一次革命。
涂层刀具是近20年来进展最快的新型刀具。
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涂层刀具、涂层材料及涂层方法涂层刀具的特点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。
一种涂层刀具可以代替数种非涂层刀具使用，因而可以大大削减刀具的品种和库存量，简化刀具管理，降低刀具和设备成本。
但是刀具在现有的涂层工艺进行涂层后，因基体材料和涂层材料性质差别较大，涂层残留内应力大，涂层和基体之间的界面结合强度低，涂层易剥落，而且涂层过程中还造成基体强度下降、涂层刀片重磨性差、涂层设备多而杂、昂贵、工艺要求高、涂层时间长、刀具成本上升等缺点。
常用的涂层材料及性质常用的涂层材料常用的涂层材料有碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金刚石及复合涂层八大类数十个品种。
依据化学键的特征，可将这些涂层材料分成金属键型、共价键型和离子键型。
涂层材料的性质金属键型涂层材料（如TiB2、TiC、TiN、VC、WC等）熔点高、脆性低、界面结合强度高、交互作用趋势强、多层匹配性好，具有良好的综合性能，是最一般的涂层材料。
共价键型涂层材料（如B4C、SiC、BN、金刚石等）硬度高、热胀系数低、与基体界面结合强度差、稳定性和多层匹配性差。
硬质合金刀具涂层工艺流程
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刀具涂层工艺
刀具涂层工艺刀具涂层工艺是一种在刀具表面覆盖一层或多层特殊材料的工艺，旨在提高刀具的锋利度、耐久性和使用性能。
这种工艺在工业、医疗和家庭等领域应用广泛。
工艺流程刀具涂层工艺通常包括以下几个步骤：前处理、喷涂预处理、热处理和后处理。
前处理：在涂层之前，需要对刀具进行清洗、打磨和抛光等操作，以去除刀具表面的杂质和氧化层，确保涂层与基体的结合力。
喷涂预处理：在涂层之前，需要对刀具进行喷涂预处理，以增加刀具表面的粗糙度，提高涂层与基体的结合力。
热处理：涂层后需要进行热处理，以增强涂层与基体的结合力和提高刀具的硬度。
后处理：热处理后需要对刀具进行打磨、抛光和清洗等操作，以去除多余的材料和杂质，确保刀具的外观和质量。
材料选择适合做刀具涂层的材料包括聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等。
这些材料具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和抗粘性，可以提高刀具的锋利度和耐久性。
质量控制为了确保刀具涂层的质量，需要对涂层的外观、厚度和耐腐蚀性等进行检测和控制。
外观检测包括观察涂层的平整度、光洁度和颜色等；厚度检测可以通过涂层测厚仪进行测量；耐腐蚀性试验可以通过盐雾试验等方法进行检测。
应用前景刀具涂层工艺在工业、医疗和家庭等领域都有广泛的应用前景。
在工业领域，涂层刀具可以提高加工效率、降低生产成本和减少刀具磨损；在医疗领域，涂层刀具可以用于手术器械的切割和消毒，提高手术效率和安全性；在家庭领域，涂层刀具可以提高食品加工的效率和卫生水平，保障家庭成员的健康。
随着科技的不断发展，刀具涂层工艺也将不断改进和完善。
未来，涂层材料的选择将更加多样化，涂层工艺将更加精细化和智能化。
同时，随着人们对刀具性能和使用寿命的要求不断提高，涂层刀具的市场需求也将持续增长。
因此，可以预见，刀具涂层工艺在未来仍将具有广阔的发展前景。
刀具表面处理浅谈
切削刀具表面涂层技术浅谈王朋朋摘要：随着材料科学的发展和机械加工技术的进步，我们对切削金属时的刀具的要求也日益提高。
切削刀具向着高切削速度、高可靠性、长寿命和高精度的方向发展。
因此，刀具表面的涂层技术就显得愈加重要。
关键词：刀具表面处理；刀具表面涂层；物理气相沉积Abstract: With the development of Materials Science and Mechanical technology advances, we are metal cutting tool requirement also is increasing day by day. Cutting tool in high cutting speed, high reliability, long life and high precision in the direction of development. As a result, coating on the surface of the cutting tool technology becomes more and more important.Keywords: Tools Surface ; Tools Surface Coating; PVD随着科学技术，工艺生产的进步，对材料的要求愈来愈高，同时对切削材料的刀具的要求愈加复杂，要求切削的速度不断提高，传统的普通刀具往往不能够满足现在的新的要求。
虽然可以采取各种手段，提高刀具材料的硬度和耐磨性，但同时也会使刀具的强度和韧性下降，从而影响切削加工零件的使用性能。
刀具的耐磨性在于表面质量，提高表面质量的主要手段是对刀具表面进行表面处理。
一.刀具表面涂层技术介绍与特点表面涂层技术，就是再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，一般采用TiC、TiAlN等，由于刀具表面涂层具有很高的硬度和耐磨性，同普通刀具相比，在原来的刀具强度的基础上，又可以很好的提高刀具的表面的硬度、耐磨性和刀具的切削性能，因而可以显著的延长刀具的使用寿命。
探讨木材加工机械中的刀具材料与涂层选择
探讨木材加工机械中的刀具材料与涂层选择木材加工机械在木材的加工过程中起着重要的作用。
而刀具作为木材加工机械的核心部件，其材料选择及涂层技术的应用直接决定了加工效果和工具寿命。
本文将探讨木材加工机械中刀具材料与涂层选择的相关问题，包括常见的刀具材料、不同刀具材料的特点与应用场景，以及涂层技术在刀具中的作用等。
首先，我们来介绍一些常见的刀具材料。
目前，常见的刀具材料主要有碳化钨、高速钢、硬质合金和陶瓷等。
碳化钨是一种常用的刀具材料，具有高硬度、高耐磨性和耐高温的特点，适用于加工硬质木材。
高速钢具有良好的韧性和切削性能，适用于一般木材的加工。
硬质合金结合了碳化钨和高速钢的优势，具有良好的硬度、耐磨性和韧性，适用于加工较为复杂的木材。
陶瓷刀具具有极高的硬度和耐磨性，适用于特殊材料的加工，但价格较高。
不同的刀具材料具有不同的特点和应用场景，根据加工的木材种类和需求，选择适合的刀具材料能够提高加工效率和加工质量。
对于硬质木材的加工，碳化钨和硬质合金是比较常用的选择，它们的高硬度和耐磨性能可以有效延长刀具的使用寿命。
而对于一般木材的加工，高速钢可以满足需求，它具有较好的切削性能和韧性，适合进行快速的切削加工。
另外，对于一些特殊材质的木材，如纤维板等，陶瓷刀具由于其超高硬度和耐磨性，能够更好地应对刀具磨损和使用寿命的问题。
此外，在选择刀具材料的基础上，涂层技术的应用也对刀具的寿命和性能提升起着重要的作用。
涂层以其高硬度、低摩擦系数和耐磨性等特点，能够有效降低刀具与木材之间的摩擦和磨损。
常见的涂层技术包括热喷涂、化学气相沉积和物理气相沉积等。
热喷涂是一种较为常见的涂层技术，通过高温将涂层材料喷涂在刀具表面，形成保护层。
化学气相沉积和物理气相沉积技术则是通过气相反应将涂层材料沉积在刀具表面，具有较高的沉积质量和均匀度。
涂层技术的应用可以有效提高刀具的硬度、耐磨性和切削性能，延长刀具的使用寿命。
不同的涂层材料和涂层工艺适用于不同的加工场景。
机械加工刀具材料及涂层的研究与应用
机械加工刀具材料及涂层的研究与应用一、引言机械加工是制造业中必不可少的一环，而机械加工刀具作为机械加工的关键工具，其材料和涂层的选择对于加工效率和质量起着至关重要的作用。
本文将探讨机械加工刀具材料及涂层的研究与应用，从而提高加工效率和质量，推动制造业的发展。
二、机械加工刀具材料的研究与应用1. 高速钢高速钢是机械加工刀具中常用的材料之一。
它具有高硬度、耐热、抗断裂和耐磨损等特点，适用于中低速切削加工。
然而，由于高速钢的切削速度受限，无法满足现代加工的高效要求。
因此，研究人员开始寻找更高性能的刀具材料。
2. 硬质合金硬质合金是一种由WC（碳化钨）和Co（钴）等金属粉末烧结而成的材料。
与高速钢相比，硬质合金具有更高的硬度和热稳定性，适用于高速切削加工。
在实际应用中，可以根据不同加工条件选择不同成分和颗粒度的硬质合金，以获得最佳的加工效果。
3. 陶瓷刀具陶瓷刀具是近年来兴起的一种新型刀具材料。
由于陶瓷材料具有优异的热稳定性和硬度，陶瓷刀具具有较高的耐磨性和切削性能，适用于高速、高温和重切削条件下的加工。
然而，由于陶瓷刀具的脆性和高成本，其应用仍受到一定的限制。
三、机械加工刀具涂层的研究与应用1. 碳化物涂层碳化物涂层是机械加工刀具常用的涂层之一，如TiC、TiCN、TiAlN等。
这些涂层具有良好的硬度和耐磨性，在切削过程中可以有效减少刀具磨损和摩擦，提高刀具的寿命和加工质量。
2. 氮化物涂层氮化物涂层在机械加工刀具中也有广泛的应用，如TiN、TiAlN等。
氮化物涂层具有良好的耐磨性和耐高温性能，能够有效降低刀具磨损和摩擦，提高切削效率和加工质量。
3. 多层复合涂层多层复合涂层是近年来涂层技术的发展趋势之一。
该涂层由多种材料层组成，每一层的材料和厚度都根据不同的切削条件进行设计，以满足不同加工要求。
多层复合涂层具有较高的硬度和耐磨性，能够在较恶劣的工况下保持良好的加工性能。
四、结论随着制造业的发展，对机械加工刀具材料和涂层的性能要求越来越高。
涂层刀具的优点及涂层技术的发展
涂层刀具的优点及涂层技术的发展000000000涂层刀具的优越性在韧性较好的刀具(刀片)基体上进行表面涂层，涂覆具有高硬度、高耐磨性、耐高温材料的薄层(如TiN、TiC等)，使刀具(刀片)具有全面、良好的综合性能。
未涂层高速钢的硬度仅为62~68HRC(760~960HV)，硬质合金的硬度仅为89~93.5HRA(1300~1850HV);而涂层后的表面硬度可达2000~3000HV以上。
①由于表面涂层材料具有很高的硬度和耐磨性，且耐高温。
故与未涂层的刀具(刀片)相比，涂层刀具允许采用较高的切削速度，从而提高了切削加工效率;或能在相同的切削速度下，提高刀具寿命。
②由于涂层材料与被加工材料之间的摩擦系数较小，故涂层刀具(刀片)的切削力小于未涂层刀具(刀片)。
③用涂层刀具(刀片)加工，零件的已加工表面质量较好。
④由于涂层刀具(刀片)的综合性能良好，故涂层硬质合金刀片有较好的通用性，一种涂层硬质合金牌号的刀片具有较宽的使用范围。
技术的发展和进步笔者多次参观了国际机床工具展览会，收集到很多资料，并听取了各大工具公司的技术报告，从而了解到刀具产品表面涂层技术的发展和进步。
CVD涂层技术的进展过去，硬质合金刀具表面涂层采用高温化学气相沉积(HTCVD)工艺。
在常压或负压的沉积系统中，将纯净的H2、CH4、N2、TiCl4、AlCl3、CO2等气体根据沉积物的成分，按一定配比均匀混和，依次涂到具备一定温度(一般为1000~1050℃)的硬质合金刀片表面，即在刀片表面沉积TiC、TiN、TiCN、Al2O3或者它们的复合涂层。
直到现在，HTCVD仍是使用最多的工艺方法，除HTCVD外，还有等离子体化学气相沉积(PCVD)工艺，它是在硬质合金刀具(刀片)表面涂层的另一种方法，因这种涂层工艺温度较低(700~800℃)，故刀片的抗弯强度降低。
因为TiC与基体材料的线膨胀系数最接近，通常用TiC薄层先涂在基体表面上，外面再涂TiN、Al2O3，如TiC/TiN、TiC/Al2O3、TiC/TiCN/TiN 等。
物理涂层刀具的方法【汇总】
物理涂层刀具的方法内容来源网络，由深圳机械展收集整理！更多数控刀具技术，就在深圳机械展-刀具展区！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及组合技术。
CVD涂层原理如图1a所示，PVD涂层原理如图1b所示。
混合工艺是等离子辅助CVD技术与传统的PVD技术进行有效的结合。
比如先沉积传统的CrN硬质涂层，再在最上面沉积一层用于减少摩擦的DLC涂层。
组合技术是涂层前对工具或零部件的表面层进行氮化，可以提高涂层的功效。
CVD可以涂覆耐磨损性优异的TiCN、耐热性非常优异的Al2O3厚膜，因此在产生高温的高速、高效率切削加工中能显示出长寿命，CVD涂层如图2a所示。
PVD一般用在与无涂层硬质合金、高速钢相同或较高速的切削速度条件下，以延长刀具寿命为目标。
对基体制约少、损伤小，因此特别适合用于要求耐磨损性、耐崩刃性的刀具，也适用于要求锋利刃口的低进给加工与精加工或螺纹加工工具等，PVD涂层如图2b所示。
物理气相沉积（PVD）技术物理气相沉积是真空条件下采用物理方法把欲涂覆物质沉积在工件表面上形成膜的过程，通常称为PVD（Physical Vapour Deposition）法。
在进行PVD处理时，工件的加热温度一般都在600℃以下，这对于用高速钢、合金模具加工钢及其他钢材制造的模具加工都具有重要意义。
目前，常用的有三种物理气相沉积方法，即真空蒸镀、溅射镀膜和离子镀，其中，离子镀在模具加工制造中的应用较广。
发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。
物理气相沉积技术基本原理可分三个工艺步骤：(1)镀料的气化：即使镀料蒸发，异华或被溅射，也就是通过镀料的气化源。
(2)镀料原子、分子或离子的迁移：由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞后，产生多种反应。
高速钢刀具涂层技术
高速钢刀具涂层技术
1 高速钢刀具涂层技术介绍
自工业时代以来，钢刀具的使用占据了重要地位，已多次表明其
在切削机械中的不可替代性。
传统的冷工艺冲削工艺工作，切快，但
硬度较低，刀具易受磨损，粘附和腐蚀，很快会失去切削效率，这就
需要涂层技术的使用。
高速钢刀具涂层技术由切削工具涂覆一层耐磨层，在高速切削下，能够产生切削力比传统切削材料更高的结果。
目前流行使梯形基础耐
磨层涂料，方便铬合金钢等高级材料的切削，以提高刀具的耐用性，
防止粘损和热应力变形，从而提高加工效率。
高速钢刀具涂层技术除了基础涂料，还可以植入钨碳化物，钛和
钛合金、硫化钼和硅化物等，使其具有更高的热耐受性和耐磨性，有
效的抵御高温和应变。
在切削中，涂层能够抵抗切削温度，减少刀具
磨损，有效阻止尖角突起，减少刀具与工件表面摩擦力，从而缩短切
削周期，节省切削能耗，延长刀具使用寿命。
高速钢刀具涂层技术的优点不仅仅包括刀具的耐用性和耐磨性，
同时还有一系列意想不到的优点，比如结合各种钢种，减少维护频率，提高质量，改善切削准确度，韧性增强，切削力提高，并且提供高效
精确的加工系统，减少操作风险。
总之，高速钢刀具涂层技术在机床切削和挤压生产行业有着广泛的应用前景，有效提高刀具切削效率，延长刀具使用寿命。
未来，钢刀具行业将一定会得到进步，形成高速切削的行业链，为制造业带来更大的价值。
刀具涂层及如何正确选择刀具涂层
刀具涂层及如何正确选择刀具涂层This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020TiN、TiC、TiCN和TiAlN等刀具涂层及如何选择刀具涂层TiN 氮化钛TiAlN 氮化铝钛氮铝钛涂层氮铝化钛TiCN 氮碳化钛TiAlCN 氰化铝钛Ti2N 氮化二钛CrN, 氮化铬ZrN, 氮化锆AlTiN 氮化钛铝氮钛铝涂层金刚公司推出的各种新型涂层涂层颜色硬度HV 厚度μm 摩擦系数最高使用温度℃说明ZrCN复合兰灰 2500 1-4 550 通用性强TiN单层金黄 2300 1-4 500 高性价比涂层TiAlN复合紫色 3200 1-4 800 通用性强AlTiN复合黑 3400 1-4 900 高速、高硬度加工TiAlCrN 亚黑 3500 1-4 1000 特殊加工领域TiCN渐层灰黑 3000 1-4 400 高韧性通用涂层CrN渐层银亮 2000 3-15 700 适用加工铜、钛、模具DLC 黑彩 1000~4000 400 适用于有色金属、石墨、塑胶涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上，利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物(也可涂覆在陶瓷、金刚石和立方氮化硼等超硬材料刀片上)而获得的。
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~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，在刀具中的使用比例已超过50%。
目前，切削加工中使用的各种刀具，包括车刀、镗刀、钻头、铰刀、拉刀、丝锥、螺纹梳刀、滚压头、铣刀、成形刀具、齿轮滚刀和插齿刀等都可采用涂层工艺来提高它们的使用性能。
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刀具涂层材料、涂层方法
作者：admin 发表时间：2010-11-11 9:17:29 点击：539
切削加工，刀具性能对切削加工效率、精度、表面质量有着决定性影响。
刀具性能两个关键指标——硬度强度(韧性)之间似乎总存着矛盾，硬度高材料往往强度韧性低，而要提高韧性往往以硬度下降为代价。
较软刀具基体上涂覆一层或多层硬度高、耐磨性好金属或非金属化合物薄膜(如TiC、TiN、Al2O3等)组成涂层刀具，较好解决了刀具存强度韧性之间矛盾，切削刀具发展一次革命。
涂层刀具近20年来发展最快新型刀具。
目前工业发达国家涂层刀具已占80%以上，CNC 机床上所用切削刀具90%以上涂层刀具。
1涂层刀具、涂层材料及涂层方法
1)涂层刀具特点
涂层刀具结合了基体高强度、高韧性涂层高硬度、高耐磨性优点，提高了刀具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经济效益。
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品种库存量，简化刀具管理，降低刀具设备成本。
但刀具现有涂层工艺进行涂层后，因基体材料涂层材料性质差别较大，涂层残留内应力大，涂层基体之间界面结合强度低，涂层易剥落，而且涂层过程还造成基体强度下降、涂层刀片重磨性差、涂层设备复杂、昂贵、工艺要求高、涂层时间长、刀具成本上升等缺点。
2)常用涂层材料及性质
常用涂层材料
常用涂层材料有碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金刚石及复合涂层八大类数十个品种。
根据化学键特征，可将这些涂层材料分成金属键型、共价键型离子键型。
涂层材料性质
金属键型涂层材料(如TiB2、TiC、TiN、VC、WC等)熔点高、脆性低、界面结合强度高、交互作用趋势强、多层匹配性好，具有良好综合性能，最普通涂层材料。
共价键型涂层材料(如B4C、SiC、BN、金刚石等)硬度高、热胀系数低、与基体界面结合强度差、稳定性多层匹配性差。
而离子键型材料化学稳定性好、脆性大、热胀系数大、熔点较低、硬度不太高。
这些涂层材料，用最多TiC、TiN、Al2O3、金刚石以及复合涂层。
TiC耐磨性好，能有效地提高刀具抗月牙洼磨损能力，适合于低速切削及磨损严重场合；TiN涂层具有低摩擦系数，润滑性能好，能减少切削热切削力，适合于产生融合磨损切削；Al2O3高温耐磨性、耐热性抗氧化能力比TiCTiN好，月牙洼磨损率低，适合于高速、大切削热切削；金刚石涂层硬度热导性高，摩擦系数很低，适合于有色金属合金高速切削；而复合涂层综合几种涂层材料特点，目前以双涂层三涂层组合居多。
3)常用涂层方法
目前常用涂层方法CVD(化学气相沉积法)PVD(物理气相沉积法)，其它方法如等离子喷涂、火焰喷涂、电镀、溶盐电解等还存较大应用局限性。
CVD法利用金属卤化物蒸气、氢气其它化学成分，950～1050℃高温下，进行分解、热合等气、固反应，或利用化学传输作用，加热基体表面形成固态沉积层一种方法。
CVD法工艺要求高，而且由于氯侵蚀及氢脆变形可能导致涂层易碎裂、基体断面强度下降，涂层硬质合金时还易产生脱碳现象而形成n相。
近年来，、低温CVD法PCVD法开发成功，改善了原有CVD工艺。
PVD法起步晚、发展快、温度低(约300～500℃)，优点很多，但涂层均匀性不如CVD法，
涂层与基体结合不太牢固，涂层硬度比较低，涂层优越性未得到充分体现。
PVD法工艺要求比CVD法高，设备更复杂，涂层循环周期长。
目前常用PVD方法有低压电子束蒸发(LVEE)法、阴极电子弧沉积法(CAD)、三极管高压电子束蒸发法(THVEE)、非平衡磁控溅射法(UMS)、离子束协助沉积法(IAD)动力学离子束混合法(DIM)，其主要差别于沉积材料气化方法以及产生等离子体方法不同而使得成膜速度膜层质量存差异。
2涂层刀具发展方向
1)新型涂层材料
刀具涂层材料出现了很多新种类：TiCN基新涂层兼有TiCTiN涂层良好韧性硬度，比常用TiN刀具耐用度高2～4倍。
此外，以TiCN为基多元成分新涂层材料如(Ti，Zr)CN、(Ti，Al)CN、(Ti，Si)CN等纷纷出现。
AlON涂层刀具产生月牙洼磨损极小。
TiAlN有很高高温硬度优良抗氧化能力，涂层硬度高，抗氧化性能好，切削性能优于TiN涂层，用于加工航天合金材料时刀具寿命可提高1～4倍。
CrCCrN涂层无钛涂层，可有效地切削钛钛合金以及铝合金等其它软材料。
另外，Hf、Zr、Ta碳化物与氮化物，Hf、Zr、Ti、N、Ta硼化物，Hf、Zr、Ti、Be 氧化物等涂层材料均成功采用。
值得一提美国Multi-ScientificCoating公司类金刚石碳涂层，使用热阴极蒸发技术把碳沉积到刀具表面后，类金刚石碳涂层基体结合良好，有很多金刚石相似性能，有高耐磨性低摩擦系数。
其它ZrN，TiZrN类金刚石膜涂层(DLC)应用范围也不断拓展，主要用于加工有色合金。
氮化铝钛涂层也由原先常使用Ti0.75Al0.25N转化为优先使用Ti0.5Al0.5N，Ti0.5Al0.5N涂层抗氧化温度为700℃，空气加热会表面产生一层非晶态Al2O3薄膜，可以对涂层起保护作用。
日本不二越公司开发出一种称为SG新型涂层，它由TiN、TiCN及Ti系膜三层组成，耐磨性优于TiN涂层，且涂层与基体结合强度高，表层为Ti系特殊膜层，具有极好耐热性。
瑞士还开发出一种称为“MOVIC”软涂层新工艺，即刀具表面涂复一层固体润滑膜二硫化钼，刀具切削寿命数倍增加，且能获得优良加工表面。
其它硫族元素如WS2等软涂层也取得了一定进展。
这些软涂层加工高强度铝合金贵重金属方面有良好应用前景。
近年来，高硬度涂层开始出现。
包括立方氮化硼(CBN)涂层、氮化碳(CNX)、多晶氮化物超点阵涂层等。
CBN涂层硬度达5200kgf/mm2，仅次于金刚石，可有效切削淬火钢其它难加工合金。
如果氮化碳(CNX)涂层能够形成b-C3N4，理论上可以计算出其硬度将超过金刚石。
已经有氮化碳合成报道。
多晶氮化物超点阵涂层一种很有希望新型刀具涂层，多晶TiN/NbNTiN/VN超点阵涂层硬度分别为5200kgf/mm25600kgf/mm2，超点阵涂层由于层内或层间位错困难导致其硬度很高。
2)涂层工艺方法
随着涂层技术发展，出现了综合PVDCVDPACVD法，另外，还有离子束溅射方法，能离子束辅助沉积技术(IBAD)也可用于涂层，离子束辅助沉积兼有气相沉积与离子注入优点。
等离子辅助化学气相沉积(PCVD)利用等离子体来促进化学反应，可使沉积温度降低到200～500℃。
Sol-Gel法由于其自身优点也越来越受到人们重视。
MT-CVD(温化学气相沉积)则一定程度上克服了一般HD-CVD(高温化学气相沉积)缺点，其沉积温度低(700～900℃)，沉积速度快，涂层厚，工艺环镀性好，对于形体复杂工件涂层均匀，而且涂层附着力高，涂层内部残余应力小，一种优于HT-CVD涂层工艺方法。
涂层所用基体范围也扩大，包括高速钢、硬质合金陶瓷都可以进行涂层。
近几年来陶瓷涂层硬质合金刀具发展迅速，特别Al2O3陶瓷由于其高化学稳定性耐氧化性特别适用于高速切削，陶瓷涂层所占比例较大。
虽然刀具涂层工艺上获得了长足发展，特别梯度涂层工艺，但总体说来涂层技术有待进一步提高。
3结论
涂层刀具较好解决了刀具强度韧性之间矛盾，大大提高了刀具耐用度切削速度。
但存涂层易剥落，工艺复杂昂贵等缺点。
刀具涂层材料用最多TiC、TiN、Al2O3、金刚石以及复合涂层。
常用涂层方法CVD法PVD法。
新型涂层材料新涂层工艺方法不断出现，特别新型高硬涂层以及软涂层材料将会使涂层刀具应用将越来越广。