福建农林大学新型刀具材料论文(精华版)
刀具材料论文
金属切削刀具的发展历史与现状前言刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。
广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。
刀具技术的进步，体现在刀具材料、刀具结构、刀具几何形状和刀具系统四个方面，刀具材料新产品更是琳琅满目。
当代正在应用的刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石。
其中，高速钢和硬质合金是用得最多的两种刀具材料，分别约占刀具总量的30%～40%和50%～60%。
本文将介绍刀具的发展历程，发展现状，并对未来刀具的发展法相作出分析。
刀具的发展历史刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。
中国早在公元前28～前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。
战国后期(公元前三世纪)，由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。
当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。
然而，刀具的快速发展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发展而来的。
1783年，法国的勒内首先制出铣刀。
1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。
有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。
那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。
1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。
1898年，美国的泰勒和.怀特发明高速钢。
1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。
在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上，切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。
由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。
1949～1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。
1938年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。
1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。
这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。
新型刀具材料
新型刀具材料重庆大学本科学生课题论文新型刀具材料学生：学号：指导教师：专业：机械制造及其自动化专业重庆大学机械工程学院新型刀具材料[在此处键入] [在此处键入]摘要随着科学与工业的发展，机械加工技术正朝着高效率、高精度、高柔性和绿色制造的方向发展。
于此同时，机械加工技术的运用范围也越发广泛，无论是在航空航天，模具生产和汽车制造等领域都能看到机械制造的影子。
然而随着工件材料的力学性能的不断提高，加工精度的要求日益的提高，以及各种新型难以加工的材料的出现，对加工技术的要求也越来越高。
要想使一样加工技术得到改革，产生质的飞跃，刀具作为基本组成之一，人们也对其提出了更高的要求。
故本文，我们将着重介绍各种的新型刀具材料，及其相关知识。
关键词稀土硬质合金、陶瓷、超硬刀具材料新型刀具材料一、新型刀具材料的基本要求刀具材料性能的优劣是影响切削加工能否正常运作的直接原因。
为了适应当今社会更高的要求，新型刀具必须在保证提高加工效率和加工质量的同时，降低加工费用。
材料、结构和几何形状是决定刀具加工性能的三个重要因素。
其中，刀具材料最为重要。
刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工成本、加工质量以及刀具使用寿命等都影响很大。
性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。
造成刀具损坏最主要的原因是切削力和切削温度作用下的机械摩擦、粘结、化学磨损、崩刃、破碎以及塑性变形等磨损和破损。
因此高速切削刀具材料最主要的要求是高温时的力学性能、热物理性能、抗粘结性能、化学稳定性(氧化性、扩散性、溶解度等)和抗热震性能以及抗涂层破裂性能等。
本文主要介绍的新型刀具材料主要分为以下几类：（一）稀土硬质合金；（二）陶瓷刀具材料；（三）超硬刀具材料。
二、稀土硬质合金添加稀土元素的硬质合金是刀具材料新品种之一。
稀土元素是指化学元素周期表中原子序数57～71（从La到Lu），再加上21和39（Sc和Y），共17个元素。
将某些稀土元素，以一定方式，微量添加到传统的硬质合金牌号中，即可有效地提高它们的机械性能与切削性能。
刀具毕业设计
刀具毕业设计刀具毕业设计刀具，作为一种重要的工具，在各个领域都扮演着重要的角色。
无论是农业、工业还是日常生活中，刀具都承担着不可忽视的任务。
在现代科技的发展下，刀具的设计和制造也得到了极大的改进和创新。
本文将探讨刀具毕业设计的一些关键方面，包括刀具材料、刀具结构和刀具创新。
刀具材料是刀具设计的基础。
随着科技的进步，刀具材料的种类也越来越多样化。
传统的刀具材料如高速钢和硬质合金依然广泛应用，但是新型材料如陶瓷和超硬材料也逐渐进入刀具领域。
陶瓷刀具具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，适用于高温和高速切削。
超硬材料如金刚石和立方氮化硼，具有极高的硬度和耐磨性，适用于加工硬质材料。
刀具设计师需要根据具体的应用场景选择合适的材料，并在材料的性能和成本之间做出权衡。
刀具结构是刀具性能的关键因素。
不同的刀具结构适用于不同的切削操作。
传统的刀具结构如平面刀具和球头刀具在各自领域有着广泛的应用。
然而，随着切削要求的不断提高，新型刀具结构如刀柄可调式刀具和刀具组合结构也逐渐兴起。
刀柄可调式刀具可以根据加工要求调整刀具的切削角度和切削深度，提高切削精度和效率。
刀具组合结构则通过组合不同形状和材料的刀具，实现多功能切削和加工。
刀具创新是刀具设计的核心。
随着制造业的发展和全球竞争的加剧，刀具创新成为提高生产效率和降低生产成本的重要手段。
刀具创新可以从材料、结构和加工工艺等方面展开。
例如，通过开发新型刀具材料，提高刀具的耐磨性和耐腐蚀性；通过改进刀具结构，提高切削精度和效率；通过优化加工工艺，提高刀具的使用寿命和稳定性。
刀具创新需要刀具设计师具备广泛的知识和技能，同时也需要与材料科学、机械工程等领域的专家密切合作。
除了材料、结构和创新，刀具毕业设计还需要考虑刀具的可持续性。
随着环境保护和可持续发展的重要性日益凸显，刀具设计师需要关注刀具的能源消耗和废弃物处理等问题。
例如，可以通过设计可重复使用的刀具，减少对原材料的消耗；可以通过优化刀具的使用方式，减少能源的浪费；可以通过回收和再利用废旧刀具，减少对环境的影响。
硬质合金木工刀具涂层制备工艺优化
岬究与裸索|#遣■农杈1WAm I FUJIAN NONGJI 硬质合金木工刀具涂层制备工艺优化*陈向文庄哲峰孟素各吴传宇(福建农林大学机电工程学院，福建福州350002)摘要:为改善分体焊接式硬质合金木工刀具的使用性能，采用激光熔覆工艺直接在塑性良好的金属基体 表面制备硬质合金涂层。
涂层与基体间可达到稳定牢固的冶金结合状态，涂层表面到基体的组织、成分、力学 性能呈现平缓过渡，更加适应木工刀具受强烈冲击载荷作用的工作环境。
通过正交试验优化激光熔覆参数，发 现对涂层质量影响最显著的是激光功率,其次为熔覆轨迹间距，扫描速度的影响最弱。
关键词:木工刀具;硬质合金;冶金结合;激光功率中图分类号:TG135.5文献标识码:A随着人造板工业和木材加工自动化的快速发展，具有高硬度与高耐磨性的硬质合金材料在木工 刀具中的应用比例逐年加大[1，2]。
与金属材料不同，木质材料力学性能呈现各向异性，由于切削过程受 力变化大,对刀具抗冲击性能要求更高。
目前木材 加工多采用分体焊接式刀具,硬质合金刀具在焊接 界面处力学性能突变，由于焊料和焊剂选用等原因，焊接强度不稳定。
在强烈冲击载荷的作用下，易出 现崩刃、脱焊现象。
运用新发展的激光熔覆技术，可直接在具有强 軔性金属基体表面熔覆硬质合金涂层，涂层与基体 间为冶金结合,材料化学成分、力学性能过渡平缓,更符合木工刀具的使用要求[3_\针对硬质合金激光熔覆时常出现裂纹与气孔缺陷等问题，本文设计一 个正交试验对激光工艺参数进行优化，以达到改善 硬质合金涂层质量，提升木工刀具使用性能的目的。
1材料与方法硬质合金粉末由15% TiC、77%WC、8%Co组成，硬质相含量超过90%，以保证熔覆涂层的硬度与 耐磨性，粉末混合后在球磨机中球磨细化。
基体材料 选用軔度与强度适中的45钢。
试验设备采用IS-500CBOO固体激光器，最大 输出功率0.5 kW。
采用预制粉末法进行激光熔覆，吹氩气对熔池进行保护。
农用新型刀具的设计
农用新型刀具的设计设计的刀具为微耕机耕作农田所用的刀具。
所以首先对微耕机做出介绍，其通常的结构形式、发展的历史过程以及发展趋势，还有其性能评价体系以及各种微型耕耘机械在不同地形状况以及不同土壤状况时的应用情况。
然后对微型耕耘机工作原理进行介绍，充分了解微型耕耘机工作原理之后才能对微耕机刀具结构形式以及刀具的布置有个清楚的了解。
微耕机传动方式也是其重要的组成部分，对其研究也有重要意义。
一、微耕机及其性能微耕机，全称为微型耕耘机。
不同于大型的和中型的耕耘机械，其结构尺寸相对更小，同时其驱动功率通常较小，不大于7.5KW,不管在水湿地带还是旱地进行耕作，应用效果都比较良好。
可以对土壤进行旋耕翻土，也可以进行碎草增加耕地有机肥料，在开沟起垅上的功能也很强大，因其成本较低、应用价值较高而广受推崇。
微耕机的旋转耕作部分是微耕机的关键所在，动力装置通常采用柴油机，经济性能比较良好，然后经过中间减速装置的减速与传动，继而带动刀具旋转轴其旋转。
旋转耕作部分水平布置，与耕作行进方向垂直展开。
中间刀轴上按一定规律布置旋耕所用的刀具，刀轴不断的旋转，从而带动旋耕刀具不断对土壤以及杂草等进行切割和翻覆。
整体微耕机械也在刀具对土壤进行切割时的反作用力下不断前进，从而省却了微耕机行走的动力设置，简化了耕耘机械的结构。
微耕机通常体积较小、重量较轻机动性能比较强大，可以进入包括丘陵地带、山区耕地以及大棚等各种耕地状况的需要。
对土壤的适应性也比较强大，不管是沙地作业、一般性土壤还是硬质土壤作业都能表现良好。
操作比较方便，代替了传统作业的繁重和复杂。
1、微耕机类别就目前来说，我们国家生产的微耕机分为自动行走式和驱动行走式两种。
自动行走式的行走驱动轮轴和刀具工作回转刀轴集于一体。
需要微耕机行进时，装上行走机轮，撤下旋转轴刀；需要微耕机进行工作时，卸下行走机轮，装上旋转轴刀开始工作。
这种自动行走式结构比较简单，微耕机机型比较小，价格也相对比较低廉，而且能耗相对也比较低，操作起来也比较渐变，因而这种形式的微耕机应用较为广泛。
有效利用新材料的刀具技术
有效利用新材料的刀具技术切削加工的基本要求是快速而又成本低廉地生产高质量产品。
这一要求与实现切削加工的高精度化、高效率化、低成本化紧密相关。
近年来，切削加工技术在高速铣削、微细形状切削等领域有了快速进展。
随着新型工程材料的开发应用以及零部件的进一步小型化、精密化，刀具制造商正积极开发适用于各种加工用途的高效刀具。
构筑快速生产系统在以汽车业为中心的制造业设备投资和出口增长的牵引下，对刀具产品的需求日趋增长，刀具制造商纷纷在国内外扩大生产本领。
随着全球性成本竞争的不断加剧，用户要求实现高附加值、高效率生产的呼声与日俱增。
为适应交货期短、成本低廉的快速生产进展趋势，关键是要利用最小限度的生产设备实现长时间自动运转加工。
推动生产现场合理化的有效方法是引入能将多道工序集成在一起的复合切削技术和能够高速、高精度切削包括淬硬钢在内工件材料的高速铣床等设备。
复合切削、高速硬铣削等先进切削技术是实现以最小限度生产设备高效、快速、柔性（适应不同品种、不同批量的生产）加工零件的生产方式的核心。
但是，任何切削方式都离不开选用合适的切削刀具和确定合理的刀具使用技术。
近年来，随着机床的高速化、高精度加工技术的进步和难加工材料切削的增多，刀具材料（陶瓷、硬质合金、TiC/TiN基金属陶瓷、涂层硬质合金等）的进展也非常显著。
日新月异的刀具材料刀具材料必需充足以下条件：硬度高、耐磨损、具有能防范切削抗力及振动冲击的高强度、良好的高温红硬性、简单热处理和加工成型等。
在刀具材料中，硬质合金的特点是在高温下硬度也很少降低。
其中，涂层硬质合金是以碳化钨系硬质合金为基体，在其表面涂覆一层或多层碳化钛（TiC）、氮化钛（TiN）、氧化铝（Al2O3）等薄膜材料。
由于涂层材料的耐熔结、耐磨损和耐热性能优于基体，因此能以超过基材的切削速度进行高速切削。
此外，由于涂层的摩擦系数小，因此可以延长刀具的使用寿命。
高速铣削技术的进展要求刀具材料具备良好的的耐磨性、耐热性和强韧性，于是显现了很多在超细颗粒硬质合金基材上涂覆多层复合薄膜以提高切削性能的涂层立铣刀等产品。
刀具材料论文
刀具材料论文现代工程材料成形与机械设计制造基础——《关于新型刀具材料论文》目录摘要: 0关键词： (1)简析刀具材料和性能 (1)一、刀具材料应具备的性能 (2)二、现代新型刀具材料 (3)（一）高速钢 (3)（二）硬质合金 (4)（三）涂层刀具 (6)（四）陶瓷 (8)（五）超硬刀具材料 (8)展望强度最高的物质——石墨烯，氮化碳（β—C3N4） (10)摘要: 随着工件材料的力学性能不断提高，产品的品种和批量逐渐增多，加工精度的要求日益提高，工件的结构和形状不断复杂化和多样化，各种难加工材料的出现和应用，先进制造系统、高速切削、超精密加工、绿色制造的发展和付诸实用，都对刀具提出了更高、更新的要求，预计，在今后很长时期内，切削加工工艺不会衰退，刀具和刀具材料将有更新的发展。
以下让我来论述了刀具和刀具材料回顾早期机械制造中的刀具材料，重点阐述现代产品加工中所用新型刀具材料（高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料）的性能及其应用范围。
对二十一世纪新型刀具材料发展的动向作出预测和展望。
关键词：刀具材料；新型；常用刀具；展望。
刀具材料的发展在人类的生活、生产和战争中有着很大的重要性。
在古代，“刀”和“火”是两项最伟大的发明，它们的发明和应用是人类登上历史舞台的重要标志。
刀具材料的进步曾推动着人类社会文化和物质文明的发展。
例如，在人类历史中曾有过旧石器时代、新石器时代、青铜器时代和铁器时代等。
材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素。
其中，刀具材料的性能起着关键作用。
20世纪是刀具材料大发展的历史时期。
各种难加工材料的出现和应用，先进制造系统、高速切削、超精密加工、绿色制造的发展和付诸实用，都对刀具提出了更高、更新的要求，预计，在今后很长时期内，切削加工工艺不会衰退，刀具和刀具材料将有更新的发展。
简析刀具材料和性能刀具材料应具备的性能刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工成本、加工质量、以及刀具耐用度影响很大。
型刀具材料范文
型刀具材料范文引言随着制造业的快速发展，对切削加工的精度和效率要求越来越高，刀具材料的性能在其中扮演着至关重要的角色。
选择合适的刀具材料是提高加工效率、降低成本、保证加工质量的关键因素。
本文将对常见的刀具材料进行详细介绍，分析其特性和适用场合，以供制造业同行参考。
一、刀具材料的基本要求刀具材料应满足以下基本要求：高硬度：刀具材料必须具有足够的硬度，以保持锋利的切削刃。
高耐磨性：良好的耐磨性能保证刀具在长时间使用后仍能维持其形状和尺寸。
足够的强度和韧性：刀具材料应具有足够的强度和韧性，以承受切削力和冲击负荷。
高耐热性：刀具材料应能在高温下保持稳定，不失去其切削性能。
良好的导热性：快速将切削热导出，减少刀具和工件的温度升高。
良好的工艺性：便于制造和刃磨。
二、常用刀具材料类型2.1 工具钢特性：工具钢刀具具有良好的韧性和较高的硬度，成本相对较低。
适用：适用于制作形状复杂或承受冲击负荷的刀具。
2.2 高速钢（HSS）特性：比工具钢具有更高的耐热性和硬度，允许更高的切削速度。
适用：广泛应用于制作各种机加工刀具。
2.3 硬质合金特性：硬度高、耐热性好，但相比高速钢韧性较差。
适用：适合制作精密和耐磨性要求高的刀具。
2.4 陶瓷刀具特性：硬度极高，耐热性好，但脆性大，不能承受大的冲击。
适用：适用于高速、干式切削，特别是对于硬度较高的材料。
2.5 超硬材料如金刚石和立方氮化硼（CBN）特性：具有极高的硬度和耐磨性，以及优异的导热性。
适用：金刚石刀具适合加工非铁材料，CBN刀具适合加工高硬度铁族材料。
三、刀具材料的选择原则3.1 根据加工材料选择硬度高的工件材料应选用硬度更高的刀具材料。
韧性好的工件材料可选用韧性较好的刀具材料。
3.2 根据加工方式选择粗加工可选用韧性好的刀具材料。
精加工可选用精度高、耐磨性好的刀具材料。
3.3 根据切削条件选择切削速度高时，应选用耐热性高的刀具材料。
切削负荷大时，应选用强度和韧性高的刀具材料。
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新型刀具材料所在学院：机电工程学院专业：机械（现代）年级：12级学生姓名：学号：摘要：刀具的性能是影响切削加工效率、精度、表面质量等的决定性因素之一。
在现代化加工过程中，提高加工效率的最有效方法是采用高速切削加工技术；随着现代科学技术和生产的发展，越来越多地采用超硬难加工材料，以提高机器设备的使用寿命和工作性能。
而新型刀具材料则以其优异的耐热性、耐磨性和化学稳定性，在高速切削领域和难加工材料方面显示了传统刀具材料无法比拟的优势。
关键词：新型；材料；超硬；陶瓷；涂层一、超硬刀具材料超硬刀具是现代工程材料的加工在硬度方面提出的更高要求而应运而生，20世纪的后40年中有了较大的发展。
超硬材料的化学成分及其形成硬度的规律与其他刀具材料不同，立方氮化硼是非金属的硼化物，晶体结构为面心立方体；而金刚石由碳元素转化而成，其晶体结构与立方氮化硼相似。
它们的硬度大大高于其他物质。
超硬刀具材料是指与天然金刚石的硬度、性能相近的人造金刚石和CBN（立方氮化硼）。
由于天然金刚石价格比较昂贵，所以生产上大多采用人造聚晶金刚石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN），以及它们的复合材料。
1、超硬刀具材料的种类超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。
主要分三类六种：⑴.金刚石类包括：天然和人工合成单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)及其复合片（PDC）、CVD金刚石三种。
金刚石分天然金刚石(ND)与人造金刚石。
人造金刚石有PCD单晶粉，用于制作磨具；PCD单晶粒，可做刀具；PCD聚晶片及聚晶复合片，用于制作刀具及其他工具；CVD金刚石薄膜及厚膜，可用于制作刀具、工具，并可作为光学、电子高科技原材料。
⑵.立方氮化硼类包括：聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD立方氮化硼涂层。
其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。
立方氮化硼有CBN单品粉，用于制作磨具；还有PCBN聚晶片及PCBN聚晶复合片，用于制作刀具及其他工具。
立方氮化硼是人造的。
⑶.稀土硬质合金类在各种硬质合金刀具材料中，添加少量的稀土元素，均可有效地提高硬质合金的断裂韧性和抗弯强度。
硬质合金的耐磨性和硬度也有一定的改善。
通过试验我们知道，与无稀土元素的原刀片相比，YG8R、YT14R、YW1R刀片的耐磨性和使用寿命均有不同程度的提高。
超硬刀具材料的性能超硬材料具有优异的机械性能、物理性能和其他性能，其中有些性能很适合于刀具。
具有很高的硬度，具有很好的导热性，具有很高的杨氏模量，具有很小的热膨胀，具有较低的断裂韧性。
以上超硬材料所具备的优异或特异的性能和性质，决定了它们有着广阔用途。
2、超硬刀具材料的应用范围⑴.立方氮化硼具有高硬度、高热稳定性，对铁族元素呈惰性，故最适合制作切削下列材料的刀具：切削各种淬硬钢，包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、轴承钢、模具钢等；切削各种铁基、镍基、钴基和其他热喷涂(焊)零件。
⑵.金刚石具有更高的硬度及其他优异性能，它所制作的刀具，应用范围更为广泛，可以加工各种难加工材料、非难加工材料；对有色金属，主要对铜、铝及其合金，进行超精密切削加工；因为金刚石刀具，尤其是天然金刚石刀具，其切削刃可以磨得十分锋利，可以研磨出纳米级的钝圆半径；大部分能用金刚石刀具切削的难加工材料，如硬质合金、陶瓷、玻璃、复合材料等，立方氮化硼刀具也能胜任，但一般立方氮化硼刀具的使用寿命低于金刚石刀具。
而金刚石刀具不能加工铁基材料。
3、超硬刀具材料应用背景及前景随着材料工业及精密机械工业的发展，精密切削、超精密切削和难切削材料使用的增多，超硬刀具材料的应用日益广泛。
超硬材料刀具具有工效高、使用寿命长和加工质量好等特点，过去主要用于精加工，近几年来由于改进了人造超硬刀具材料的生产工艺，控制了原料纯度和晶粒尺寸，采用了复合材料和热压工艺等，应用范围不断扩大，除适于一般的精加工和半精加工外，还可用于粗加工，被国际上公认为是当代提高生产率最有希望的刀具材料之一。
利用超硬材料加工钢、铸铁、有色金属及其合金等零件，其切削速度可比硬质合金高一个数量级，刀具寿命可比硬质合金高几十、甚至几百倍。
同时它的出现，还使传统的工艺概念发生变化，利用超硬刀具常常可直接以车、铣代磨，对淬硬零件加工，可用单一工序代替多道工序，大大缩短工艺流程。
总之，金刚石和超硬材料由于性能优越，应用不断地在扩大，已从金属加工发展到了光学玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等传统加工难进行的领域，对各种工业的发展将起到巨大的推动作用，前景十分广阔。
二、涂层刀具材料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，涂层刀具的构成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%。
涂层结构如下：1、涂层刀具材料的现状。
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。
2、涂层刀具的种类。
涂层高速钢刀具，涂层硬质合金刀具，以及在陶瓷和超硬材料(金刚石或立方氮化硼)刀片上的涂层刀具。
但以前两种涂层刀具使用最多。
在陶瓷和超硬材料刀片上的涂层是硬度较基体低的材料，目的是为了提高刀片表面的断裂韧度(可提高10%以上)，可减少刀片的崩刃及破损，扩大应用范围。
涂层方法目前生产上常用的涂层方法有两种：物理气相沉积(PVD) 法和化学气相沉积(CVD) 法。
前者沉积温度为500℃，涂层厚度为2~5µm；后者的沉积温度为900℃~1100℃，涂层厚度可达5~10µm，并且设备简单，涂层均匀。
因PVD法未超过高速钢本身的回火温度，故高速钢刀具一般采用PVD法，硬质合金大多采用CVD法。
硬质合金用CVD法涂层时，由于其沉积温度高，故涂层与基体之间容易形成一层脆性的脱碳层(η相)，导致刀片脆性破裂。
3、涂层刀具的各个层面。
近十几年来，随着涂覆技术的进步，硬质合金也可采用PVD法。
国外还用PVD/CVD相结合的技术，开发了复合的涂层工艺，称为PACVD法(等离子体化学气相沉积法)。
即利用等离子体来促进化学反应，可把涂覆温度降至400℃以下(目前涂覆温度已可降至180℃~200℃)，使硬质合金基体与涂层材料之间不会产生扩散、相变或交换反应，可保持刀片原有的韧性。
据报道，这种方法对涂覆金刚石和立方氮化硼(CBN)超硬涂层特别有效。
用CVD法涂层时，切削刃需预先进行钝化处理(钝圆半径一般为0.02~0.08mm，切削刃强度随钝圆半径增大而提高)，故刃口没有未涂层刀片锋利。
所以，对精加工产生薄切屑、要求切削刃锋利的刀具应采用PVD法。
涂层除可涂覆在普通切削刀片上外，还可涂覆到整体刀具上，目前已发展到涂覆在焊的硬质合金刀具上。
据报道，国外某公司在焊接式的硬质合金钻头上采用了PCVD法，结果使加工钢料时的钻头寿命比高速钢钻头长10倍，效率提高5倍。
涂层材料须具有硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、不与工件材料发生化学反应、耐热耐氧化、摩擦因数低，以及与基体附着牢固等要求。
显然，单一的涂层材料很难满足上述各项要求。
所以硬质涂层材料已由最初只能涂单一的TiC、TiN、Al2O3，进入到开发厚膜、复合和多元涂层的新阶段。
新开发的TiCN、TiAlN、TiAlN多元、超薄、超多层涂层与TiC、TiN、Al2O3等涂层的复合，加上新型的抗塑性变形基体，在改善涂层的韧性、涂层与基体的结合强度、提高涂层耐磨性方面有了重大进展。
目前，又突破了在硬质合金基体上涂覆金刚石薄膜技术，全面提高了刀具的性能。
工艺最成熟和应用最广泛的硬质涂层材料是TiN，但TiN与基体结合强度不及TiC涂层，涂层易剥落，且硬度也不如TiC高，在切削温度较高时膜层易氧化而被烧蚀。
TiC涂层有较高的硬度与耐磨性，抗氧化性也好，但其性脆，不耐冲击。
TiCN兼有TiC和TiN两种材料的优点，它在涂覆过程中可通过连续改变C、N的成份控制TiCN性质，并形成不同成份的多层结构，可降低涂层的内应力，提高韧性，增加涂层的厚度，阻止裂纹的扩展，减少崩刃。
所以，目前生产的一些刀片，如瑞典Sandvik公司推荐用于加工钢料的GC4000系列刀片、中国株洲硬质合金厂生产的CN系列刀片、日本东芝公司的T715X 和T725X涂层刀片中均有TiCN涂层成份。
TiCN基涂层适于加工普通钢、合金钢、不锈钢和耐磨铸铁等材料，用它加工工件时的材料切除率可提高2~3倍。
硬质涂层如下图所示：4、涂层刀具新工艺TiAlN、CrN、TiAlCrN是近几年来开发的硬质涂层新材料。
TiAlN涂层刀片已商品化。
它的化学稳定性和抗氧化磨损性能好，用其加工高合金钢、不锈钢、钛合金和镍合金时的刀具寿命可比TiN涂层高3~4倍。
此外，TiAlN涂层中如果有合适的铝浓度，切削时在刀具前刀面和切屑的界面上还会产生一层硬质的惰性保护膜，该膜有较好的隔热性，可更有效地用于高速切削。
例如，美国Kennametal公司推出的H7刀片，系TiAlN涂层，是专为高速铣削合金钢、高合金钢和不锈钢等高性能材料而设计的。
CrN是一种无钛涂层，适于切削钛和钛合金、铜、铝以及其它软材料，化学稳定性好，不产生粘屑。
TiAlCrN是一种梯度结构涂层，不仅具有高的韧性和硬度，而且摩擦因数也较小，适用于铣刀、滚刀、丝锥等多种刀具，切削性能明显优于TiN。
氮化钛涂层德国某公司开发了Supernitride涂层系列，其中超级氮化钛涂层有很高的含铝量，可形成稳定的氧化层(氧化温度达1000℃)，它比一般的TiAlN涂层更硬、更致密、更耐高温，适用于高速切削、干式切削和硬切削的刀具，可加工硬度高达58HRC以上的淬火钢。
纳米超薄膜涂层此外，纳米超薄膜涂层工艺已日趋成熟。
据报道，日本某公司推出了一种高速强力型钻头，它是在韧性好的K类(WC+Co)硬质合金基体上交互涂覆了1,000层TiN和AlN超薄膜涂层，涂层厚度约2.5µm。
使用表明，该钻头的抗弯强度与断裂韧性可大幅度提高，其硬度则与CBN相当，刀具寿命可提高2倍左右。
该公司还开发出ZX涂层立铣刀，超薄膜镀层数达2,000层，每层厚度约1nm，用该立铣刀加工60HRC的高硬度材料，刀具寿命远高于TiCN和TiAlN涂层刀具。