东莞市霖晨耐纳米科技有限公司

 使用涂层刀具有5个主要原因：①增加耐磨性；②提高抗氧化性能；③减小摩擦；④提高抗金属疲劳性能；⑤增加抗热冲击性。

　　当按照设计要求正确使用恰当的刀具涂层时，最终用户就能达到提高切削参数、延长刀具寿命的目的，并有可能实现干式切削加工。

刀具涂层方法有两种主要的刀具涂层方法：CVD（化学气相沉积）法和PVD（物理气相沉积）法。每种方法都有自身的优势和劣势。　CVD涂层是最早出现、也是最常见的涂层方法，已经沿用多年。CVD法是在一个化学反应容器内加热基体，并将基体暴露于气流之中。这些气体在被加热的基体表面分解，形成一层涂层。一般而言，CVD涂层需要的温度约为1，000℃左右。一种常见的CVD涂层是采用三种气体四氯化钛（TiCl4）、氢气（H2）和氮气（N2）来产生氮化钛（TiN）+氯化氢（HCl）。HCl是该工艺的二次产物，必须按照严格的环保法规进行处理。CVD法的优势包括极佳的涂层粘附性，以及涂层分布的均匀性。CVD法的缺点是：涂层时的高温会对基体产生不利影响，适用的涂层材料不多（因为涂层材料是以气态形式提供的），以及工艺循环时间长。PVD涂层是一种相对较新的刀具涂层方法，在刀具行业正变得日益流行。PVD法是在真空环境中，将涂层材料从材料源（靶材）经过传送空间转移到基体上。该方法采用加热或电源供能的方式，将涂层材料气化，然后使气化的材料附着在基体上。　PVD法的优势是适用的涂层材料范围较广，工艺温度相对较低（450℃左右），允许对锋利的切削刃进行涂层。该方法的缺点是：内表面涂层比较困难（涂层时，要求从涂层材料到基体必须处在一条直线上），对基体表面要求较高。

自行涂层与外包涂层

　　生产刀具涂层还有一个需要仔细权衡的问题：在哪里涂层？与将涂层工作外包相比，在厂内自行涂层具有很大优势；但是，这样做需要投入大量资金购置涂层设备。

　　自行涂层在物流、加工时间和产品质量上都更具优势。在物流上，刀具制造商不必对需要涂层的产品进行包装，也不需要发货运输，通常，这样至少可以节约2 个工作日的时间。不仅可以缩短加工时间，而且还有一个额外的好处能够对生产中遇到的瓶颈问题及时做出反应，并提供24小时以内的上门服务。

　　另一个优势是可以确保涂层质量。在厂内自行涂层的刀具制造商有能力对被涂产品进行特定的装架配置和涂前预处理。他们无需将多种产品混合涂层，有能力确保涂层批次的一致性。因此，厂内自行涂层时，产品公差范围可以进一步缩小。

　　外部涂层服务商可能会在一个涂层炉内同时涂覆多种类型的产品，他们生产的涂层厚度总的公差带可能为2－4μm.批次一致性更好的厂内涂层的公差带则可 以达到名义厚度的±20％。如果涂层的名义厚度为2μm，涂层总的公差则为0.8μm.涂层厚度的分布规律类似于钟形曲线，因此，有81％的产品其总的厚 度公差为0.4μm.

为了发展刀具涂层，人们投入了许多时间、精力、科学知识和创新思维。刀具制造商的目标是提供优质刀具，帮助用户更快速、更精确的生产自己的零部件。我 们希望，本文提供的这些有关刀具涂层生产工艺的基本知识能够提醒人们，在这些漂亮的金色刀片背后，隐藏着一些复杂而精密的技术。

刀具涂层：

TiN是一种通用型PVD涂层，可以进步刀具硬度并具有较高的氧化温度。

该涂层用于高速钢切削刀具或成形工具可获得很不错的加工效果。

（2）氮碳化钛涂层（TiCN）

TiCN涂层中添加的碳元素可进步刀具硬度并获得更好的表面润滑性，是高速钢刀具的理想涂层。

（3）氮铝钛或氮钛铝涂层（TiAlN/AlTiN）

TiAlN/AlTiN涂层中形成的氧化铝层可以有效进步刀具的高温加工寿命。主要用于干式或半干式切削加工的硬质合金刀具可选用该涂层。根据涂层中所含铝和钛的比例不同，AlTiN涂层可提供比TiAlN涂层更高的表面硬度，因此它是高速加工领域又一个可行的涂层选择。

（4）氮化铬涂层（CrN）

CrN涂层良好的抗粘结性使其在轻易产生积屑瘤的加工中成为首选涂层。涂覆了这种几乎无形的涂层后，高速钢刀具或硬质合金刀具和成形工具的加工性能将会大大改善。

（5）金刚石涂层（Diamond）

CVD金刚石涂层可为非铁金属材料加工刀具提供最佳性能，是加工石墨、金属基复合材料（MMC）、高硅铝合金及很多其它高磨蚀材料的理想涂层（留意：纯金刚石涂层刀具不能用于加工钢件，由于加工钢件时会产生大量切削热，并导致发生化学反应，使涂层与刀具之间的粘附层遭到破坏）。

适用于硬铣、攻丝和钻削加工的涂层各不相同，分别有其特定的使用场合。此外，还可以采用多层涂层，此类涂层在表层与刀具基体之间还嵌进了其它涂层，可以进一步进步刀具的使用寿命。 

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