数控刀具涂层特点及应用

刀具涂层是指为了提高刀具性能在刀体上涂覆一层或多层化合物，涂层处理后的刀具可以提高加工效率，提升加工精度，延长刀具使用寿命，降低加工成本。现阶段数控机床加工 产品所使用的刀具80%均为涂层刀具，随着精密加工要求越来越高将来涂层刀具会占据市场需求的主导地位。

涂层方法分类

根据涂层方法不同涂层刀具分为化学气相沉积（CVD）涂层和物理气相沉积（PVD）涂层，钨钢刀具硬质合金涂层一般使用化学气相沉积法，沉积温度在1000℃左右。高速钢刀具涂层一般选用物理气相沉积法，沉积温度在500℃左右。

一、刀具材料分类

根据刀具基体材料的不同可分为硬质合金（俗称钨钢）刀具、高速钢（俗称白钢）刀具、陶瓷刀具以及金刚石刀具（立方氮化硼）等涂层刀具。

二、涂层特性分类

根据涂层材料性质分类涂层又可以分为“软”涂层和“硬”涂层，“硬”涂层刀具主要优点是硬度高，耐磨性好，典型代表有TiC和TiN涂层。“软”涂层主要优点为摩擦系数低，降低切削力和切削温度。

三、纳米涂层（Nanoeoating）

纳米涂层主要特点是实现了多种涂层材料的不同组合 （如金属/陶瓷、陶瓷/陶瓷、金属/金属），合理的纳米涂层搭配使刀具更适合高速切削。

1、力学及切削性能好，涂层刀具将涂层材料和基体材料优良性能结合起来，保持了基体材料良好韧性和较高强度，也具有涂层材料的高硬度、高耐磨度和低摩擦系数。因此涂层刀具切削速度是未涂层刀具可提高2倍以上，并允许有较高的进给量，另外使用寿命也得到提高。

2、通用性广，加工范围得到扩大，涂层刀具可代替多数非涂层刀具进行切削加工使用。

3、涂层厚度：随着涂层厚度增加刀具寿命也会增加，当厚度达到饱和刀具寿命不再明显增加，过厚的涂层时容易引起剥离，而涂层太薄时耐磨性能较差，涂层根据刀具的使用对象适中就好。

4、涂层时长：根据涂层设备的复杂性、工艺要求以及刀具达到的效果合理控制涂层时长。

5、涂层材料选用：根据刀具的使用对象合理选用合适的涂层材料。