涂層刀具是現(xiàn)代高精密機械加工領(lǐng)域的重要加工工具，利用氣相沉積法在硬質(zhì)合金刀具或高速鋼刀具表面涂覆一層金屬或非金屬化合物，提高刀具的各方面性能，提升刀具切割效率。刀具涂層的材料主要是具有高硬度的耐磨化合物，常用的涂層材料有碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金剛石及復(fù)合涂層八大類型。如今，隨著精加工領(lǐng)域的快速發(fā)展，刀具涂層技術(shù)也在不斷進步，刀具涂層的涂覆材料品種越越來越多樣化，從而滿足各種切削工藝的需求。那么，當前機械加工領(lǐng)域，常用的刀具涂層材料有哪些呢？小編為大家簡單介紹一下目前常用的涂層材料，希望能幫助大家更好地了解、使用涂層刀具。

　　常用的刀具涂層材料有哪些

　　一、氮化鈦涂層

　　氮化鈦(TiN)是工藝成熟度高、應(yīng)用較早且十分廣泛的硬涂層材料，它具有較高的化學穩(wěn)定性，可以大大減少刀具與工件之間的摩擦系數(shù)。目前，工業(yè)發(fā)達國家氮化鈦涂層高速鋼刀具的使用率已經(jīng)占高速鋼刀具的50%~70%，有的不可重磨的復(fù)雜刀具的使用率已超過90%。但是氮化鈦涂層的耐氧化性較差，使用溫度達500℃時，膜層明顯產(chǎn)生氧化反應(yīng)而被燒蝕，硬度較低。

　　二、碳氮化鈦涂層

　　碳氮化鈦(TiCN) 是通過多元合金化方法向氮化鈦涂層中加入碳元素得到的，由于碳元素的引入，涂層的硬度和抗氧化溫度都得到了提高。碳氮化鈦涂層在常規(guī)加工、溫度低于500℃的條件下，表現(xiàn)出比氮化鈦及高鋁鈦涂層更優(yōu)越的性能一涂層硬度高、表面粗糙度和摩擦系數(shù)小。

　　此外，該涂層可以和氮化鈦涂層形成多層膜結(jié)構(gòu)，不但可以保持氮化鈦涂層與基體材料良好的結(jié)合和表面抗氧化性能，同時多層涂層形成的氮化鈦/碳氮化鈦內(nèi)界面，能改變單一涂層的柱狀晶生長結(jié)構(gòu)，提高涂層的韌性，從而提高涂層刀具的切削性能。

　　三、高鋁鈦涂層

　　高鋁鈦涂層(AITiN) 也叫氮鋁化鈦涂層，是非常成功的一種涂層材料，具有高硬度、氧化溫度高、熱硬性好、附著力強、摩擦系數(shù)小、導(dǎo)熱率低等優(yōu)良特性，用其加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金和鎳合金時，刀具的壽命比氮化鈦涂層刀具高3~4倍。不僅如此，在高鋁鈦涂層中如果有合適的鋁濃度，切削加工時在刀-屑界面上容易產(chǎn)生一層硬質(zhì)的、惰性的保護膜，該膜不僅可以阻止涂層進一步被氧化，而且具有較好的潤滑性能及隔熱性，可以有效地用于高速切削。

　　高鋁鈦涂層的機械物理性能優(yōu)于氮化鈦、碳氮化鈦等涂層，并可以與其它涂層配合組成多元多層復(fù)合涂層，如高鋁鈦/三氧化二鋁多層PVD涂層，這種涂層的硬度可以達到4000HV，涂層的層數(shù)可以達到400層。

　　目前高鋁鈦涂層的發(fā)展方向為：提高涂層中的鋁含量；改進涂層成分，在高鋁鈦涂層中添加碳元素或硅元素作為黏結(jié)劑強化涂層的顯微結(jié)構(gòu)，改善其性能，添加鉻元素進一步提高涂層的氧化溫度；改善涂層的結(jié)構(gòu)，多層、梯度和納米化也是其發(fā)展趨勢。

常用的刀具涂層材料有哪些

　　四、氮化鉻鋁涂層

　　氮化鉻鋁涂層（AICrN）是一種無鈦涂層，與高鋁鈦涂層相比，它具有更高的紅硬性及抗氧化性能，使用溫度可以達到1 000℃，該涂層工藝適合于硬質(zhì)合金及高速鋼材料涂層，用于銑削和車削加工，切削速度可以達到400 m/min以上。

　　五、氧化鋁涂層

　　氧化鋁(AI2O3)涂層材料具有非常好的抗氧化磨損和抗擴散磨損性能，它的高溫耐磨性、耐熱性和抗氧化能力比碳化鈦和氮化鈦涂層好，月牙洼磨損率低，適合于高速、大切削熱切削。但是由于與基體材料的物理、化學性能差別太大，單一的涂層無法制成理想的涂層刀具，需要與其他涂層材料配合制備復(fù)合涂層。

　　六、金剛石涂層

　　金剛石涂層的顯微硬度可達10 000 HV，熱導(dǎo)性高，摩擦系數(shù)很低，適合于有色金屬合金的高速切削。目前，許多沉積金剛石薄膜的溫度要求為600~900℃，因此該技術(shù)常用于硬質(zhì)合金刀具表面沉積金剛石薄膜。金剛石硬質(zhì)合金刀具的商品化，是近十年來刀具涂層技術(shù)的重大成就。

　　七、CBN涂層

　　CBN涂層的硬度和導(dǎo)熱率方面僅次于金剛石，熱穩(wěn)定性極好，在大氣中加熱至1 000℃也不發(fā)生氧化。CBN對于鐵族金屬具有極為穩(wěn)定的化學性能，與金剛石不宜加工鋼材不同，它可以廣泛用于鋼鐵制品的精加工、研磨等。CBN涂層除具有優(yōu)良的耐磨損性能外，還可以在相當高的切削速度下加工耐熱鋼、鈦合金、淬火鋼，能切削高硬度的冷硬軋輥、摻碳淬火材料和對刀具磨損非常嚴重的Si-Al合金等。

　　以上就是對于常用的刀具涂層材料有哪些的相關(guān)介紹。實際上，涂層材料還有很多，上述只是列出了加工行業(yè)經(jīng)常使用的刀具涂層材料，隨著涂層技術(shù)的發(fā)展，還有更多的涂層材料等待被發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用。