涂层硬质合金类型——多层涂层

自从涂层硬质合金技术发展以来，涂层的类型也产生了多样化，较为突出的如单层多元复合涂层、多层涂层、梯度涂层、纳米涂层、超硬涂层以及软涂层等等。

2.多层涂层

随着涂层硬质合金技术的不断发展，单一涂层也逐渐向多层涂层过渡。多层涂层是通过结合不同涂层材料的优良性能以及适用性，将不同涂层加以组合，从而进一步完善基体材料的综合性能。目前主要的双层涂层有碳化钛/氮化钛（TiC/TiN）、碳化钛/氧化铝（TiC/Al₂O₃）、碳氮化钛/氧化铝（Ti（C,N）/Al₂O₃）、氮化钛/立方氮化硼（TiN/CBN）等几种。其中属TiC/TiN双层涂层出现的最早，使用也最为广泛。这是由于作为单一涂层时TiC涂层具有较高的硬度以及优异的耐磨性，而TiN涂层则具有良好的化学稳定性（防止化学扩散）以及抗月牙洼磨损性能。此外，相比TiN涂层，TiC涂层因其热膨胀系数更接近于基体，常作为多层涂层的底涂层，其与基体结合更加牢固，内部残余应力小，因此可以有效地抵抗裂纹的扩展。TiC/TiN涂层硬质合金刀具更加适用于普通、半精及精切加工，而TiC/Al₂O₃涂层的硬质合金刀具有较高的热硬性及韧性，适合于高速切削加工以及高负荷切削加工。

而三层涂层最为常见的是TiC/Ti（C,N）/TiN涂层，相关研究人员对奥氏体不锈钢车削实验中发现， 其由于TiN涂层具有较小的摩擦系数，所以所具有的切削力较小，更适用于普通半精以及精切削加工。除此之外，还有将TiN/TiC/TiN三个涂层组合涂覆于硬质合金刀具基体，该多层涂层表层具有较高的耐磨性，底层与基体结合强度高，抗热震性以及韧性都相较于单一涂层有大幅度的提高，可广泛运用于合金钢、结构钢等高速铣削。总的来说，涂层层数越多在高速切削、铣削等方面具有更大的优势，随着相关技术的不断发展，多层涂层每层的厚度越来越薄，已经有了10层甚至更多层。多层涂层在物理结构上、力学性能以及化学性质等方面对硬质合金刀具材料赋予了更加优异的过渡性，是功能梯度结构材料的雏形。

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