刀具涂层及如何正确选择刀具涂层
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）。
刀具涂层种类
刀具涂层种类在制造业中，刀具涂层起到了极其重要的作用。
它们不仅可以提高刀具的耐磨性和耐蚀性，还可以提高切削效率和生产效率。
随着科技的进步，越来越多种类的刀具涂层问世。
以下将介绍一些常见的刀具涂层种类，帮助您选择适合的涂层。
1. 钛氮合金涂层：钛氮合金涂层具有很高的硬度和耐磨性，能够增加刀具的寿命。
它在加工高温合金和不锈钢时表现出色，限制了切削温度的上升，进而减少了刀具磨损。
2. 金刚石涂层：金刚石涂层是目前最硬的材料之一，可以极大地提高刀具的硬度和耐磨性。
它在加工复杂的材料、高硬度材料和玻璃等脆性材料时显示出卓越的性能。
3. 碳化物涂层：碳化物涂层具有良好的耐磨性和耐热性能，可以有效减少刀具与工件之间的摩擦，提高切削速度和表面质量。
碳化物涂层广泛应用于高速切削和干切削。
4. 氧化物涂层：氧化物涂层具有良好的耐热性和化学稳定性，能够抵御高温腐蚀和氧化。
它广泛应用于切削高硬度材料和高温合金。
5. 氮化物涂层：氮化物涂层具有高硬度和高熔点，可以增加刀具的使用寿命和切削效率。
它广泛应用于加工钛合金、高温合金和不锈钢等材料。
除了上述常见的涂层种类，还有许多其他创新的涂层技术不断涌现。
例如，纳米涂层技术可以在刀具表面形成纳米级的涂层，进一步提高刀具的切削性能和寿命。
此外，多层涂层和渗氮等技术也被广泛应用。
在选择刀具涂层时，需要根据具体的加工材料和加工要求来进行选择。
例如，加工高硬度材料时，可以选择金刚石涂层；加工高温合金时，可以选择氮化物或钛氮合金涂层。
此外，还需要考虑加工环境、切削速度和表面要求等因素。
综上所述，刀具涂层是提高切削效率和降低生产成本的关键技术之一。
在选择刀具涂层时，应根据具体情况进行合理选择，并及时了解新的涂层技术。
通过选择合适的刀具涂层，可以实现更高效、更稳定的加工过程，提高产品质量和生产效率。
刀具涂层应注意事项
刀具涂层应注意事项刀具涂层在机械加工中起到了保护刀具和提高加工效率的作用。
但是，在选择和使用刀具涂层时需要注意一些事项。
下面是一些值得注意的方面。
首先，选择适合的刀具涂层。
目前市场上有各种不同类型的刀具涂层，如涂层硬质合金、AlTiN涂层等。
每种涂层都有其特定的优点和适用范围。
在选择涂层时，需要考虑被加工材料的性质和加工条件，以及期望的加工效果。
比如，涂层硬质合金适用于加工高硬度材料，而AlTiN涂层适用于高温和高切削速度条件下的加工。
其次，注意刀具涂层的厚度和质量。
涂层的厚度对刀具的使用寿命和加工效果有很大影响。
如果涂层太薄，容易磨损造成刀具失效；如果涂层太厚，容易产生应力集中和表面粗糙度增加。
此外，质量也是关键，涂层应具备良好的粘附力和耐磨性，以确保刀具的持久性能。
再次，注意刀具涂层的处理和保养。
在涂层的加工和维护过程中，需要注意一些细节。
首先是加工过程中的刀具选择和切削参数控制。
刀具涂层在加工过程中会承受一定的热、力和化学腐蚀等腐蚀因素，因此需要根据加工要求选择合适的刀具和控制好切削参数，以避免过度磨损和失效。
其次是刀具的清洁和保养。
在使用后，应及时清洗刀具上的切屑和切削液，并进行适当的油脂润滑和保护，以延长涂层寿命。
此外，需要注意切削液的选择和使用。
切削液在刀具涂层的保护和冷却中起到重要作用。
切削液应具有良好的冷却和润滑性能，能够降低摩擦和热量积累，减少刀具和工件的磨损。
同时，切削液也应对刀具涂层材料无腐蚀性。
因此，在选择切削液时，需要考虑切削液的成分和性能，以适应加工的要求。
最后，注意避免使用涂层刀具在高温环境下的加工。
尽管一些刀具涂层具有良好的高温稳定性，但在极端高温下仍然可能导致涂层失效。
因此，在高温环境中的加工过程中，应选择适合的刀具材料和涂层类型，以确保加工效果和使用寿命。
总之，刀具涂层在机械加工中发挥重要作用，但在选择和使用时需要注意一些事项。
合理选择涂层类型、控制涂层厚度和质量、注意刀具处理和保养、选择适合的切削液以及避免在高温环境中使用涂层刀具，这些都是确保刀具涂层良好性能的关键。
数控加工技术学习中的刀具选择指南
数控加工技术学习中的刀具选择指南随着科技的不断发展，数控加工技术在工业生产中得到了广泛应用。
而在数控加工过程中，刀具的选择是至关重要的一环。
本文将为大家介绍数控加工技术学习中的刀具选择指南，帮助大家更好地理解和掌握这一技术。
一、刀具材料选择刀具材料的选择直接影响着加工效果和刀具寿命。
常见的刀具材料有高速钢、硬质合金和陶瓷等。
在选择刀具材料时，需要考虑加工材料的硬度、韧性和热导率等因素。
1. 高速钢刀具：适用于加工低硬度材料，具有较好的韧性和耐磨性，价格相对较低。
但对于高硬度材料的加工，高速钢刀具的寿命较短。
2. 硬质合金刀具：适用于加工高硬度材料，具有较高的硬度和耐磨性。
但硬质合金刀具的韧性较差，容易断裂，价格也相对较高。
3. 陶瓷刀具：适用于加工高硬度和高温材料，具有优异的耐磨性和高温稳定性。
但陶瓷刀具易碎，加工过程需要注意避免冲击和振动。
二、刀具几何形状选择刀具的几何形状对加工效果和刀具寿命有着重要影响。
常见的刀具几何形状包括平头刀、球头刀和锥度刀等。
1. 平头刀：适用于平面加工和开槽等操作，具有较大的切削面积，能够提高加工效率。
但平头刀容易产生振动和噪音，需要注意加工过程中的稳定性。
2. 球头刀：适用于曲面加工和倒角等操作，能够实现复杂曲线的加工。
球头刀具有较小的切削力和较好的表面质量，但加工效率相对较低。
3. 锥度刀：适用于孔加工和倒角等操作，能够实现不同直径的孔加工。
锥度刀具有较好的切削刚度和切削稳定性，但需要注意加工过程中的刀具中心偏移问题。
三、刀具涂层选择刀具涂层能够有效提高刀具的耐磨性和耐高温性，延长刀具的使用寿命。
常见的刀具涂层包括涂层碳化物、涂层氮化物和涂层氧化物等。
1. 涂层碳化物：具有较高的硬度和耐磨性，能够有效减少切削力和热膨胀。
涂层碳化物适用于加工高硬度材料和高温材料。
2. 涂层氮化物：具有较好的耐磨性和耐高温性，能够提高刀具的切削速度和切削深度。
涂层氮化物适用于高速切削和重切削操作。
涂层刀具及其合理使用
涂层刀具及其合理使用(二)纳米结构日本日立工具公司推出的GM20、GM25多层厚膜涂层刀片，它是在比普通CVD涂层稍低温度条件下(约800℃~900℃)进行的，以形成耐磨性很高的柱状结晶，为了提高刀片的抗粘附性，再在刀具表面上涂覆一层Al2O3膜。
据称，这种镀膜的厚度大，韧性高，与基体结合紧密，抗崩刃性好，尤其适于断续切削的工作，刀具寿命可比一般涂层刀片高1.5~2倍以上。
美国Kennametal Hertel公司在KC9315型刀片上涂有16µm厚的厚涂层，这种刀片特别适于加工高强度铸铁(如球墨铸铁和蠕墨铸铁)，切削速度可达400m/min，并可在干切削和断续切削条件下使用。
该刀片涂层总共有三层：氧化铝(Al2O3)、碳氮化钛(TiCN)和氮化钛(TiN)。
目前，金刚石薄膜涂层刀具的应用已进入实用阶段。
它是在硬质合金基体(常用K类合金)上采用CVD法沉积一层由多晶组成的膜状金刚石而成，常称CVD金刚石刀具(简称CD刀具)。
因基体易于制成复杂形状，故适用于几何形状复杂的刀具。
美国和日本都相继推出了金刚石涂层的丝锥、钻头、立铣刀和带断屑槽可转位刀片(如Sandvik公司的CD1810和美国Kennametal公司的KCD25)等产品，用于有色金属和非金属材料的高速精密加工，刀具寿命比未涂层的硬质合金刀具提高近十倍、甚至几十倍。
而另一种适于加工钢铁材料的CBN 涂层亦已开发成功，并正在走向工业试用阶段。
前几年，武汉大学研制出一种C3N4薄膜，膜的硬度接近超硬材料，用其涂覆在高速钢钻头上，可使钻头寿命大大提高。
此外，美国一家涂层公司使用热阴极蒸发技术把碳蒸发沉积到高速钢刀具表面上，获得结合得很好的类金刚石碳涂层(DLC)。
类金刚石是非晶体，但它有很多金刚石相似的性能，如高的抗压强度与硬度、低的摩擦因数和好的耐蚀性等，类金刚石刀具的问世，为涂层刀具的应用展现了一个新的前景。
除上述各种硬质涂层材料外，还开发了MoS2基的软涂层材料及WC/C“中硬”型滑性涂层材料。
刀具涂层技术
刀具涂层技术一、概述刀具涂层技术是一种将刀具表面涂上一层特殊材料的技术，目的是提高切削性能、延长使用寿命和降低生产成本。
随着制造业的发展，刀具涂层技术已经成为了现代制造业中不可或缺的重要技术之一。
二、刀具涂层的分类根据不同的涂层材料和工艺，刀具涂层可以分为以下几类：1.物理气相沉积（PVD）：是利用真空蒸发、离子镀等方法，在刀具表面形成一层硬质化合物薄膜。
常用的PVD涂层有TiN、TiCN、AlTiN等。
2.化学气相沉积（CVD）：是利用化学反应在高温下将气态物质沉积在刀具表面形成一层质量优良的陶瓷薄膜。
常用的CVD涂层有TiC、TiCN、Al2O3等。
3.离子注入（IBAD）：是将金属离子注入到刀具表面形成一定深度的硬化区域，增强其耐磨性和抗热性能。
三、刀具涂层的优势1.提高切削速度：由于涂层具有高硬度、低摩擦系数和良好的耐热性能，使得刀具可以承受更高的切削速度，从而提高生产效率。
2.延长使用寿命：涂层可以有效地保护刀具表面不被磨损和氧化，延长其使用寿命。
3.降低生产成本：由于涂层可以延长刀具的使用寿命，减少了更换刀具的次数，降低了生产成本。
4.提高加工质量：由于涂层可以减少表面粗糙度和毛刺，提高加工质量。
四、选择合适的涂层在选择合适的涂层时，需要考虑以下几个因素：1.加工材料：不同材料需要不同类型的涂层。
例如，钢材需要TiN或TiCN等PVD涂层；铸铁需要Al2O3等CVD涂层。
2.加工条件：不同加工条件需要不同类型的涂层。
例如，高速加工需要AlTiN等PVD涂层；重负荷加工需要TiC等CVD涂层。
3.加工要求：不同的加工要求需要不同类型的涂层。
例如，高精度加工需要Al2O3等CVD涂层；高温加工需要ZrN等PVD涂层。
五、刀具涂层的应用刀具涂层技术已经广泛应用于各种行业，如机械制造、汽车制造、航空航天、医疗器械等。
其中，高速钢刀具、硬质合金刀具和陶瓷刀具是最常见的应用对象。
六、总结刀具涂层技术作为现代制造业中不可或缺的重要技术之一，已经成为了提高生产效率、降低生产成本和提高产品质量的重要手段。
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。
刀具涂层技术介绍
04
电子工业领域：提高电子元器件的耐磨性和耐腐蚀性
05
能源领域：提高太阳能电池板的耐磨性和耐腐蚀性
06
建筑领域：提高建筑材料的耐磨性和耐腐蚀性
谢谢
01
陶瓷涂层材料：具有高硬度、高耐磨性和耐高温性
02
复合涂层材料：结合多种材料的优点，提高涂层性能
03
环保型涂层材料：减少环境污染，提高涂层的环保性能
04
涂层技术的优化
01
涂层材料的改进：提高涂层的耐磨性、耐热性、耐腐蚀性等性能
03
涂层结构的优化：设计更合理的涂层结构，提高刀具的使用寿命和加工效率
提高刀具寿命：涂层技术可以降低刀具磨损，提高刀具寿命
提高加工精度：涂层技术可以提高刀具的耐磨性和抗磨损性，从而提高加工精度
降低加工成本：涂层技术可以降低刀具更换频率，从而降低加工成本
提高生产效率：涂层技术可以提高刀具的切削速度和进给速度，从而提高生产效率
降低生产成本
提高刀具寿命：涂层技术可以延长刀具的使用寿命，从而降低生产成本。
刀具涂层技术介绍
演讲人
目录
刀具涂层技术的背景
01
刀具涂层技术的原理
02
刀具涂层技术的应用
03
刀具涂层技术的发展趋势
04
1
刀具涂层技术的背景
刀具磨损问题
刀具磨损是影响加工效率和成本的重要因素
01
刀具磨损会导致加工精度下降，影响产品质量
02
刀具磨损会增加生产成本，降低生产效率
03
刀具磨损问题一直是制造业面临的重要挑战
04
热稳定性测试：测试涂层在高温环境下的稳定性能，以评估其使用寿命
3
刀具涂层技术的应用
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TiN、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。
涂层刀具有四种：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。
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~0.08mm，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。
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。
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。
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μm。
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。
第八届中国国际机床展览会(CIMT2003)上，瑞士某公司推出的纳米结构涂层(AITiN/SiN) 立铣刀，其涂层硬度为45GPa，氧化温度1100℃，切削对比试验表明，其寿命比TiN涂层立铣刀高3倍，比TiAlCN涂层立铣刀高2倍。
除上述AITiN/SiN、TiAlCN 新涂层外，还有特定功能的涂层，如MoS2、DLC润滑涂层，其摩擦因数小，适于涂覆丝锥、钻头等刀具，可改善排屑性能，或者作为复合涂层的表面涂层，减少切屑的粘结。
如何正确选择刀具涂层对小型圆形刀具进行正确的表面处理可以提高刀具寿命，减少加工循环时间，提升加工表面质量。
但是，根据加工需要正确选择刀具涂层有可能是一件令人困惑和费劲的工作。
每一种涂层在切削加工中都既有优势又有缺点，如果选用了不恰当的涂层，有可能导致刀具寿命低于未涂层刀具，有时甚至会引出比涂层以前更多的问题。
目前已有许多种刀具涂层可供选择，包括PVD涂层、CVD涂层以及交替涂覆PVD和CVD 的复合涂层等，从刀具制造商或涂层供应商那里可以很容易地获得这些涂层。
本文将介绍一些刀具涂层共有的属性以及一些常用的PVD、CVD涂层选择方案。
在确定选用何种涂层对于切削加工最为有益时，涂层的每一种特性都起着十分重要的作用。
一涂层的特性1.硬度涂层带来的高表面硬度是提高刀具寿命的最佳方式之一。
一般而言，材料或表面的硬度越高，刀具的寿命越长。
氮碳化钛(TiCN)涂层比氮化钛(TiN)涂层具有更高的硬度。
由于增加了含碳量，使TiCN涂层的硬度提高了33%，其硬度变化范围约为Hv3000～4000(取决于制造商)。
表面硬度高达Hv9000的CVD金刚石涂层在刀具上的应用已较为成熟，与PVD涂层刀具相比，CVD金刚石涂层刀具的寿命提高了10～20倍。
金刚石涂层的高硬度和切削速度可比未涂层刀具提高2～3倍的能力使其成为非铁族材料切削加工的不错选择。
2.耐磨性耐磨性是指涂层抵抗磨损的能力。
虽然某些工件材料本身硬度可能并不太高，但在生产过程中添加的元素和采用的工艺可能会引起刀具切削刃崩裂或磨钝。
3.表面润滑性高摩擦系数会增加切削热，导致涂层寿命缩短甚至失效。
而降低摩擦系数可以大大延长刀具寿命。
细腻光滑或纹理规则的涂层表面有助于降低切削热，因为光滑的表面可使切屑迅速滑离前刀面而减少热量的产生。
与未涂层刀具相比，表面润滑性更好的涂层刀具还能以更高的切削速度进行加工，从而进一步避免与工件材料发生高温熔焊。
4.氧化温度氧化温度是指涂层开始分解时的温度值。
氧化温度值越高，对在高温条件下的切削加工越有利。
虽然TiAlN涂层的常温硬度也许低于TiCN涂层，但事实证明它在高温加工中要比TiCN有效得多。
TiAlN涂层在高温下仍能保持其硬度的原因在于可在刀具与切屑之间形成一层氧化铝，氧化铝层可将热量图1 TiAlN涂层硬质合金立铣刀从刀具传入工件或切屑。
与高速钢刀具相比，硬质合金刀具的切削速度通常更高，这就使TiAlN成为硬质合金刀具的首选涂层，硬质合金钻头和立铣刀通常采用这种 PVD TiAlN涂层(见图1)。
5.抗粘结性涂层的抗粘结性可防止或减轻刀具与被加工材料发生化学反应，避免工件材料沉积在刀具上。
在加工非铁族金属(如铝、黄铜等)时，刀具上经常会产生积屑瘤(BUE)，从而造成刀具崩刃或工件尺寸超差。
一旦被加工材料开始粘附在刀具上，粘附就会不断扩大。
例如，用成型丝锥加工铝质工件时，加工完每个孔后丝锥上粘附的铝都会增加，以至最后使得丝锥直径变得过大，造成工件尺寸超差报废。
具有良好抗粘结性的涂层甚至在冷却液性能不良或浓度不足的加工场合也能起到很好的作用。
二常用的涂层1.氮化钛涂层(TiN)TiN是一种通用型PVD涂层，可以提高刀具硬度并具有较高的氧化温度。