高速钢刀具涂层材料的研究现状和发展
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。
2024年高速钢市场调研报告
2024年高速钢市场调研报告1. 前言高速钢是目前广泛应用于切削加工领域的一种特殊合金钢材。
本报告对高速钢市场进行了深入调研，旨在分析当前高速钢市场的现状和发展趋势，为相关企业提供参考。
2. 市场概况高速钢市场是切削工具市场的重要组成部分，其需求受制造业的发展水平和需求结构的影响较大。
当前，全球经济形势复杂多变，制造业处于变革期，高速钢市场受到多种因素的影响。
3. 市场规模根据调研数据，2019年全球高速钢市场规模达到X亿美元，预计到2025年将增长到X亿美元。
高速钢市场的年复合增长率预计将达到X%。
4. 市场分析高速钢市场可以分为刀具类和模具类两大类别。
刀具类主要应用于金属切削加工领域，模具类则主要应用于注塑、压铸等领域。
随着制造业的发展，对高速钢的需求不断增长。
4.1 刀具类市场刀具类市场的需求增长主要受到汽车、航空航天、能源等行业的推动。
随着汽车行业的快速发展，汽车零部件加工需求不断增加，对高速钢刀具的需求也随之增长。
航空航天领域的快速发展和能源行业的更新换代，也对高速钢刀具提出了更高的要求。
4.2 模具类市场模具类市场的需求增长主要受益于消费品制造业的发展。
随着中国等新兴国家中产阶级消费能力的提升，消费品制造业呈现出快速增长的趋势，对高速钢模具的需求也相应增加。
此外，电子产品的快速更新换代也对高速钢模具市场带来了新的机遇。
5. 主要市场竞争格局高速钢市场竞争激烈，主要厂商包括A公司、B公司、C公司等。
这些公司通过品牌效应、技术创新、提供全面解决方案等手段来争夺市场份额。
6. 发展趋势随着制造业的进一步发展，高速钢市场有望保持稳定增长态势。
未来，高速钢市场的发展将呈现以下几个趋势：•技术创新：高速钢市场需要不断推出新的材料和产品，以满足不同领域的需求。
•产业升级：制造业的升级将带动高速钢市场的发展，推动产品质量和工艺水平的提升。
•区域布局调整：随着亚太地区的制造业发展，高速钢市场的重心可能向亚太地区转移。
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
刀具涂层技术在金属切削中的应用及展望
刀具涂层技术在金属切削中的应用及展望刀具涂层技术是一项重要的先进制造技术，被广泛应用于金属切削加工中。
通过在刀具表面涂覆一层特殊的材料，以提高刀具的硬度、耐磨性和热稳定性，从而延长刀具寿命，提高切削效率和产品质量。
本文将探讨刀具涂层技术在金属切削中的应用及未来的展望。
刀具涂层技术在金属切削中的应用广泛且多样化。
首先，刀具涂层技术被广泛应用于高速切削加工中。
高速切削要求刀具能够快速移除金属材料，并且能够承受高温和高压力的环境。
通过在刀具表面涂覆一层高硬度和耐高温材料，如氮化钛、氮化铝等，可以有效提高刀具的抗磨性和抗热脆性，从而延长刀具使用寿命。
其次，刀具涂层技术也被广泛应用于精密加工中。
在精密加工过程中，刀具的稳定性和精度对产品的质量至关重要。
刀具涂层技术通过在刀具表面形成一层均匀且致密的薄膜，可以显著减少刀具与工件之间的摩擦和切削力，提高切削精度和表面质量。
同时，刀具涂层技术还可以降低切削过程中的热变形和振动，提高切削稳定性，保证产品尺寸精度。
刀具涂层技术在金属切削中的应用还包括复合材料加工、干切削以及刀具快速切削等领域。
复合材料加工中，刀具涂层技术可以提高刀具的耐磨性和切削性能，有效处理复杂材料的切削问题。
干切削是一种无冷却液的切削方式，刀具涂层技术可以提高刀具与工件之间的热传导，并有效降低切削温度，从而减少干切削过程中的热损伤和刀具磨损。
刀具快速切削是在高速和大进给率下进行的切削加工，刀具涂层技术可以提高刀具的强度和耐热性，适应高速切削对刀具的挑战。
未来，刀具涂层技术在金属切削中仍然具有广阔的发展前景。
首先，随着金属切削加工对刀具性能要求的不断提高，涂层技术将不断创新和改进，以满足不同加工需求。
例如，新材料的研发与应用将进一步提高刀具涂层的硬度和耐磨性，增加刀具寿命。
其次，刀具涂层技术将与智能制造和人工智能等技术相结合，实现刀具的智能化和自适应性。
通过传感器等技术，刀具能够实时监测切削过程中的温度、磨损和振动等参数，并作出相应的调整，提高切削质量和效率。
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。
高速钢刀具的应用与发展趋势
高速钢刀具的应用与发展趋势钢刀具作为工业生产中必不可少的工具，其材质的发展一直是工具制造行业的核心关注点之一。
高速钢刀具因其良好的耐磨性、热硬性和耐冲击性而备受推崇，广泛应用于金属加工、汽车制造、航空航天等领域。
本文将介绍高速钢刀具的应用领域及其发展趋势。
首先，高速钢刀具在金属加工领域具有广泛应用。
金属加工是高速钢刀具的主要应用领域之一，涵盖了钣金加工、铣削、车削、切割等多个方面。
高速钢刀具具有优良的硬度和切削性能，可提供高效的切削速度和加工精度。
在自动化生产环境中，高速钢刀具能够满足大批量生产的需求，提高工作效率和产品质量。
其次，高速钢刀具在汽车制造业中的应用也十分重要。
随着汽车工业的迅速发展，对刀具的要求也越来越高。
高速钢刀具在汽车制造领域的应用主要集中在钣金加工、铣削和打孔等方面。
高速钢刀具能够提供高速、高效的切削性能，从而满足汽车制造过程中对精度和质量的要求。
此外，航空航天领域也是高速钢刀具的主要应用领域之一。
在航空领域，高速钢刀具主要用于加工航空零部件。
由于航空器的工作环境极端，刀具需要具备较高的刚性和温度稳定性。
高速钢刀具能够提供卓越的热硬性和耐磨性，适用于高温高强度的切削加工，保证了航空零部件的质量和可靠性。
随着科技的不断发展，高速钢刀具也在不断的创新和改进中。
未来，高速钢刀具的发展趋势将体现在以下几个方面：首先是材料的改进。
随着新材料的发展，高速钢刀具面临着更高的要求。
先进的材料技术有助于提高刀具的硬度、强度和耐磨性，使切削性能更加出色。
例如，硬质合金等新材料的应用将使高速钢刀具在切削加工中具备更高的工作效率和寿命。
其次是研发刀具的多功能性。
在现代工业生产中，对刀具的要求不仅仅是在一个领域内发挥作用，而是多个领域的综合需求。
针对这一趋势，高速钢刀具的发展将趋向于多功能性。
研发刀具来适应不同材料、不同形状的加工需求，提高切削效率和产品质量。
另外，数字化技术的发展也将影响高速钢刀具的应用。
高速钢表面TiSiN基刀具涂层的制备及性能研究
高速钢表面TiSiN基刀具涂层的制备及性能研究高速钢表面TiSiN基刀具涂层的制备及性能研究摘要：随着制造业的发展，对切削工具的性能要求越来越高。
为了提高刀具的硬度、耐磨性和切削性能，钢表面涂层技术得到了广泛应用。
本文采用物理气相沉积（PVD）方法制备高速钢表面的TiSiN基刀具涂层，并对其性能进行研究。
结果表明，该涂层具有较高的硬度、较低的摩擦系数和优异的切削性能，适用于高速切削加工。
1. 引言随着科技的不断进步，现代制造业对切削工具的性能要求越来越高。
高速钢作为常用的切削工具材料，其表面涂层技术在提高刀具硬度、耐磨性和切削性能方面起着重要作用。
目前，物理气相沉积（PVD）是一种常用的制备刀具涂层的方法，它能在刀具表面形成均匀致密的陶瓷涂层，改善刀具的耐磨性、切削速度和表面质量。
2. 实验方法本研究选择高速钢作为基材，采用物理气相沉积（PVD）技术制备TiSiN基刀具涂层。
首先，在真空室中加热高速钢基材至一定温度，然后将氮气和氩气作为反应气体输入到真空室中，与钨靶材反应生成TiSiN复合涂层。
最后，待温度降至室温后，取出刀具进行性能测试和分析。
3. 结果与讨论通过SEM和XRD等分析测试手段，得到了TiSiN基刀具涂层的表面形貌和晶体结构。
结果显示，该涂层具有致密均匀的结构，表面光滑且无明显缺陷。
同时，涂层中的主要晶相为TiN、Si3N4和W2N，其硬度较高，能显著提高刀具的耐磨性。
进一步，对涂层的摩擦系数和切削性能进行了测定。
实验结果显示，TiSiN基刀具涂层的摩擦系数低于未涂层的高速钢刀具，这意味着涂层具有更好的自润滑性能，有利于降低切削过程中的摩擦损耗。
此外，涂层具有较高的切削速度和较低的切削力，能够提高切削效率和加工质量。
4. 结论本研究采用物理气相沉积（PVD）技术制备了高速钢表面的TiSiN基刀具涂层，并对其性能进行了研究。
结果显示，该涂层具有较高的硬度、较低的摩擦系数和优异的切削性能，适用于高速切削加工。
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高速钢刀具涂层材料的发展与应用1、高速钢刀具涂层材料及其特性随着切削加工不断向高速、高精度的方向发展，对于使用量大面广的高速钢刀具，如何改善切削性能、提高加工效率、延长使用寿命，一直是人们关注的问题。
TiN薄膜具有高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性的特点，是一种理想的刀具涂层。
采用磁控溅射离子镀法(MsP)涂覆TiN薄膜具有速度快、基体温升小、镀膜质量高和便于大规模生产等优点，但同时也存在工艺控制难度较大的缺点u J。
高速钢刀具涂层是通过物理或化学气相沉积等技术，在刀具表丽涂覆一层或多层具有特殊要求(如耐磨、耐热)的难熔金属化合物(硬涂层，如Ti—N，Ti—C，Ti—A1一N等)或非金属化合物(软涂层，如MoS。
，WS。
，纯石墨等)，从而提高刀具的综合性能和使用寿命。
因为难熔金属化合物具有硬度高、耐磨和耐热等特点，所以硬涂层在切削过程中就犹如是在高速钢刀具与切屑之间增加了一道耐瘗、耐热的屏障，大大提高了高速钢刀具的耐磨性能和耐高温性能【1】。
硬涂层材料按化学特性分为三组：金属键、共价键和离子键。
具有共价键和离子键结构的硬涂层材料具有硬度高、耐磨性好、表面自由能低、化学惰性大、高温稳定性好以及与工件材料的亲和性小等特性，是理想的刀具涂层材料【2】。
但由于具有共价键和离子键结构的硬涂层材料，有的与高速钢的性能差异较大、附着性差、脆性大、韧性差且涂层易开裂和剥落，起不到对刀具表面的保护作用；而具有金属键结构的过渡金属氮化物、碳化物和硼化物，其综合性能较好，且与金属的结合及层问匹配性良好，因而在高速钢刀具的硬涂层材料中占有重要的地位。
2、采用磁控溅射离子镀方法对高速钢进行TiN镀膜试验研究试验用基体材料采用高速钢w18c14V，试样尺寸为≯10×10mm，共15块。
所有试样表面用砂轮和粗、细砂纸打磨抛光呈镜面状，然后分别在清洗液、丙酮和酒精中用超声波清洗各30分钟，烘干后放人干燥箱干燥。
将试样分为5组，每组3块，其中一组作为对照组(原样)，另外4组在西南核物理研究所研制的磁控溅射离子镀膜机上进行镀膜，具体工艺为：试样在镀膜室内用心离子溅射清洗5IIlin后开始沉积TiN，沉积温度500℃，靶室真空度为3．2×10。
1Pa，镀膜工艺参数见表1【3】。
表l磁控溅射离子镀镀膜工艺参数完成磁控溅射离子镀后，对镀膜的4组试样和未镀膜的原样进行了x射线衍射分析、膜层厚度测量、显微硬度测定和摩擦磨损试验，以检测各项性能指标，制定最佳工艺方案。
通过实验结果与分析得出：研究表明，对高速钢w18c14V采用磁控溅射离子镀进行了TiN镀膜试验。
研究结果表明，TiN涂层可以有效改善高速钢的硬度和耐磨性，延长高速钢刀具使用寿命。
溅射时间是影响膜层厚度的主要因素，随着时间增加，膜厚、硬度和耐磨性均增大。
氮分压控制膜的相组成，随着氮分压增大，膜厚和耐磨性均增大，而硬度呈先上升后下降的变化。
溅射电流是沉积速率的主要影响因素，随着溅射电流的增大，膜厚增大，而硬度和耐磨性降低。
在本试验中，综合比较各项性能，4试样的膜厚最符合要求，硬度和耐磨性的综合性能最好。
可以预计，随着磁控溅射离子镀技术的发展和应用领域的开拓，磁控溅射离子镀技术在材料表面改性方面将会有更大的发展空间【4】。
3、氮化钛涂层对高速钢刀具研究及其应用国内加工工业新的腾飞时期的到来为刀具市场开发带来了新的发展契机。
随着近代工业与科学技术的发展，切削刀具材料从碳素工具钢、高速钢、硬质合金到复合材料，有了很大的进步。
然而目前所使用的各类刀具普遍存在着使用寿命短而影响生产效率的问题，其中大多因为表面硬度和耐磨性不够高所致。
因此，应用表面强化工艺技术是改善刀具使用寿命，提高切削加工效益的一条极其有效的途径。
在众多的表面强化工艺技术中，氮化钛(TiN)涂层是一种独特的表面强化工艺。
目前，国外发达国家的高速钢刀具有70％以上利用了这一技术。
材料一般用TiC／TiCN／TiN和TiC／A1201／TiN等。
近年发展了形式多样、不同组合的多层涂层。
在cIMT2007上，调查和统计了瑞典、日本、美国、韩国、以色列和中国各公司的CVD涂层硬质合金刀片产品，涂层材料有以下不同的组合：TiCN／A1203，TiCN／TiC／TiN， TiCN／TiC／A1203，TiCN／A1203／TiN，TiCN ／TiC／A120，／TiN，TiCN／A120，／TiCN／TiN，TiC／TiCN／TiN和Tin／TiCN ／TiN等。
用TiCN或TiN作底层，是因为基体材料有了改变，可能采用了梯度的成分结构。
用CVD工艺还可以在硬质合金上涂覆金刚石薄膜(10址m以下)，用以加工有色金属和非金属材料。
常用的工艺有“热丝CVD法”、“等离子喷射CVD法”和火焰燃烧法”等【5】。
用相同用相同方法还可以制成金刚石厚膜，进一步做成刀具使用。
a、应用实例：华源拖拉机厂齿轮分厂是生产拖拉机齿轮、花键轴的专业生产厂高速钢齿轮刀具用量大，耗资费用高。
为延长刀具使用寿命，提高齿轮刀具寿命，为此引进了氮化钛涂层技术，并进行了切削试验。
实验对象，公司主导产品泰山一15型拖拉机变速箱减速大齿轮及半轴壳体总成中的左、右半轴。
选择实验对象的原因是这两种零件生产批量大，耗用刀具多，材料不同。
其中，减速大齿轮用20CrMnTi，正火后加工；左、右半轴用40Cr，调质后加工。
实验条件，实验是涂层刀具和非涂层刀具在相同条件下进行切削，即相同机床、相同加工对象、相同切削参数。
试验结果，见表2和表3。
表2减速大齿轮试验结果表3左、右半轴试验结果实验结论：初步实验，使用同一机床，同一切削参数，使用氮化钛涂层滚刀比不涂层滚刀提高刀具寿命125％，经一次重磨后提高100％。
使用同一机床，同一切削参数，使用氮化钛涂层滚刀比不涂层滚刀提高刀具寿命42％，经一次重磨后提高33％【6】。
通过分厂的试验，我们取得了一些成果和收获：(1)氮化钛涂层刀具，应用范围较广，特别适合于形状较为复杂的高速钢制作的齿轮加工刀具及铣刀、钻头、丝锥等。
目前，齿轮分厂主要应用涂层的刀具有：齿轮滚刀、插齿刀、花键滚刀、键槽铣刀、钻头、滚丝刀和剃齿刀。
螺旋锥齿轮铣刀头涂层的准备工作正在进行中。
(2)氮化钛涂层刃具目前主要用于加工分厂承担的泰山系列拖拉机及TY系列拖拉机变速箱齿轮，左、右半轴，二、三、四轴的制齿加工；z卜50装载机变速箱齿轮，z卜50驱动桥齿轮的加工，合计近百种零部件。
另外，青岛第二齿轮厂部分泰山系列拖拉机齿轮也采用了齿轮分厂涂层氮化钛刀具，效果反映良好。
(3)我厂现使用氮化钛涂层刀具的各类设备合计45台，按年产各种拖拉机5万台计，采用氮化钛刀具后，全年共节约刀具费用5．1万元左右。
4、TiAlN涂层高速钢刀具的制备及钻削性能研究物理气相沉积(PVD)技术制备的TiN涂层具有高硬度、高耐磨性和低摩擦系数等特性，在工业生产中已获得了广泛的应用，但其与基体的结合力较弱、脆性大、易剥落，特别是在耐高温性能方面存在的缺陷，限制了它的进一步发展…。
在TiN涂层中引入Al，得到的TiAlN涂层在硬度、耐磨性、高温氧化性及与基体之间的结合强度等方面表现出比TiN涂层更优异的性能，因此在高速钢及硬质合金刀具和耐磨零部件等方面有广泛的应用【7】。
众所周知，在高速钢上沉积与其硬度、弹性模量及热膨胀系数差异较大的硬质陶瓷涂层将会很难保证涂层与基体之间的结合强度。
此外，在形状复杂的高速钢麻花钻沉积均匀的硬质涂层更为困难lz剖。
文中采用集电子枪等离子增强、非平衡磁控溅射和多弧离子镀三种技术于一体的物理气相沉积(PVD)设备，结合三轴样品转动台，在几何形状较为复杂的高速钢麻花钻上尝试沉积均匀的具有过渡层结构的TiAlN涂层，并在干态环境下，将TiAIN涂层高速钢麻花钻和无涂层高速钢麻花钻对1Crl8Ni9Ti不锈钢进行了对比性的连续钻削试验。
研究综合采用了电子枪等离子增强、非平衡磁控溅射和多弧离子镀3种物理气相沉积(PVD)技术，在高速钢麻花钻上沉积TiAIN单层涂层。
对涂层的硬度、涂层与基体的结合强度、微观形貌进行了测试及分析，并将TiAlN 涂层高速钢麻花钻对1Crl8Ni9Ti不锈钢进行干态钻削试验。
结果表明，在高速钢麻花钻基体上所制备的TiAIN涂层具有良好的力学性能，可以使高速钢麻花钻的使用寿命提高4倍以上【8】。
5、高速钢刀具复合涂层的研究现状（1）、离子氮化+PVD复合涂层高速钢刀具的硬度(特别是高温硬度)较低，切削加工时因热效应易使其软化变形，不能给涂层提供强有力的支撑，导致涂层开裂和剥落而失效。
采用离子氮化+PVD复合处理涂层具有一定的应用前景。
通过这样的复合处理可以弥补硬涂层硬度虽高，僵硬化层很薄，硬度梯度陡峭，以及离子氮化处理硬化层虽厚，但表层硬度不高的不足，得到既有高的表面硬度，又有强化过渡层的复合涂层。
Sato T，Ichimura H等[21]在同一沉积室对高速钢钻头进行离子氮化+PVD／Ti N复合处理。
结果表明：钻头切削性能大大改善，甚至超过了Ti—A1一N涂层钻头的切削性能；同时，在沉积过程中由于Ti与N 的相互作用及其向基体内部的迸一步扩散，使过渡层的硬度比单一离子氮化提高约l 200 MPa，从而提高了复合涂层的承载能力和抗磨损能力。
Fox-Rabinovich G等的3甚至对高速钢刀具进行了三重(ionnitriding+ion mixing+Ti—Cr—N)复合处理，与双重(ionnitriding十Ti—Cr—N)复合处理相比，刀具寿命又提高了2～3倍【9】。
（2）、混合PVD复合涂层等离子体增强磁控溅射沉积(PMD)技术是一种变异的PVD技术，其特点是将离子轰击与溅射技术相结合，产生具有独特细微结构的硬质抗磨涂层[6j。
Ronghua W等口1用PMD技术制备得到的Ti—N涂层具有很细微的结构、较高的残余压应力以及较高的结合强度，与弧蒸发和溅射法相比，利用该工艺制得的端铣刀、成型铣刀和滚齿刀等刀具寿命更长。
离子束辅助沉积(IBAD)技术是兼有气相沉积与离子注人优点的一种新型PVD技术。
其特点是在冷相沉积涂层时，用具有一定能量的离子束轰击不断沉积着的物质，使沉积原子与基体不断混合，界面处原子相互渗透溶为一体，从而大大改善涂层与基体的结合强度。
可在较低温度下制备c，N，B化合物膜，CBN和金刚石等超硬涂层。
Lugscheider E等[83用弧离子镀与平衡磁控溅射离子镀复合PVD技术在高速钢刀具上沉积了C卜Al—N和Cr—A1一N+C／C软硬复合涂层。
结果表明：该涂层硬度高，摩擦系数低，与基体结合强度高。
肖继明等口明用闭合场jE平衡磁控溅射离子镀【10】。
PVD涂层工艺在高速钢麻花钻上沉积了C卜A1一Ti—N梯度涂层。