硬质合金刀具涂层技术

随着现代机械加工业朝着高精度、高速切削、研磨、低成本以及环保等方向发展，对与硬质合金刀具性能也提出了更高的要求。从理论上说，决定切削加工效率、精度和表面质量的主要因素是刀具的硬度和强度，而他们之间又往往存在着难以平衡的关系。一般硬度高的材料，强度相对较低，提高强度也往往是以降低硬度为代价的。因此，为了有效调和这一对矛盾并进一步提高硬质合金刀具的耐磨性，相关研究人员采用了硬质合金涂层技术。在原本的基体上沉积一层硬质合金涂层，从而形成一个化学屏障和热屏障，减小了刀具的磨损，涂层较高的摩擦系数可以显著提高刀具的使用寿命。

通常硬质合金刀具涂层的要求主要包括以下几点：
1.高硬度以及优良耐磨性；
2.涂层薄膜对基体的韧性影响不大；
3.降低刀具与工件的摩擦系数；
4.使用寿命较长。
如今使用较多的硬质合金涂层技术包括化学气相沉积法（CVD）、物理气相沉积法（PVD）、中温化学气相沉积法（MTVD）、等离子化学气相沉积法（PCVD）以及离子辅助物理气相沉积等。其中化学气相沉积是使用最为广泛的一种。其原理是在高温下涂层材料的混合气体在硬质合金表面相互作用，使混合气体中的一些成分分解，并在硬质合金表面形成金属或化合物的涂层。需要注意的是该沉积反应必须在一定的能量激活条件下进行。另外，高温化学气相沉积涂层优点有：
1.涂层材料的来源相对容易；
2.可以实现TiC、TiN、TiCN、TiB、Al2O3等单层及多元复合涂层；
3.涂层与基体间结合强度高，耐磨性良好。