PVD 刀具涂层技术的趋势

刀具是切削系统中最活跃的元件之一。随着技术的发展， 涂层刀具的进给量和切削速度 得到了提高，同时其使用寿命也得到了延长。 PVD是 表面处理 的标准术语，是一种将分子或原子转移到基材表面上的物理过程，赋予基材高强度、耐磨和散热等特殊性能。

涂层刀具具有以下特点：

(1) 表面涂层 材料具有耐磨性强、硬度高、耐高温等特点。

(2) 涂层刀具 具有良好的综合性能，这也使得涂层刀具的通用性得到进一步提高，使其能够有更广泛的应用范围。

(3)随着科学技术的飞速发展， 涂层技术 也得到了发展，涂层刀具的抗氧化性和耐高温性将更加突出，以完成高速切削加工，提高切削效率。

PVD涂层技术 在刀具生产中 的具体应用

二十年前，机械加工行业使用的所有 涂层工具 主要是“通用工具”，即它们可以用于许多不同的应用。现在这种情况已经改变，因为对刀具性能的要求提高了，并且通常根据特定的加工情况选择刀具。当前刀具材料的发展将围绕快速、硬质和干式刀具展开。因此，在涂层刀具过程中，可以采用多层超硬涂层来优化热防护，从而延长刀具寿命。

在钻铣领域， PVD涂层刀具 比CVD涂层刀具适应性更强。其主要原因是CVD涂层铣刀不是被涂层磨损，而是因为刀片在使用过程中严重损坏而无法使用。这一问题通过采用 在 PVD镀膜工艺中 溅射镀膜技术得到解决。精确控制条件下的大规模工业生产要求每批刀具材料的表面和涂层厚度应控制在~1um以内，即使在特定生产过程中系统在高负荷下运行且微观结构密度较高时也是如此。此外，涂层厚度分布不会沿着切削刀具变化，因此切削刀具对于特定应用始终锋利并满足要求。

现代刀具常用于高速切削应用，为了满足这种需求，应用 PVD方法生产的TiAlN涂层切削刀具 得到广泛应用并正在迅速推广。 PVD 方法 将 Al 原子注入 Ti N 晶体的各个间隙中，最终形成无间隙、完整的晶体组件。目前，最新的TiAlN涂层已能够使铝含量超过50%，这赋予了TiAlN涂层新的特性。分析表明，当铝含量超过50%时，涂层顶部会出现一层致密的Al2O3层，当受到A12O3磨损时，TiAlN中存在的Al会再次氧化，形成新的A12O3层，使得TiAlN涂层即使在高温、高速工作时也能保护刀具。