涂層也有助于提高刀具的切削性能。目前的涂層技術(shù)包括：（1）氮化鈦（TiN）涂層：這是一種通用型PVD和CVD涂層，可以提高刀具的硬度和氧化溫度。（2）碳氮化鈦（TiCN）涂層：通過在TiN中添加碳元素，提高了涂層的硬度和表面光潔度。（3）氮鋁鈦（TiAlN）和氮鈦鋁（AlTiN）涂層：氧化鋁（Al2O3）層與這些涂層的復(fù)合應(yīng)用可以提高高溫切削加工的刀具壽命。氧化鋁涂層尤其適合干式切削和近干切削。AlTiN涂層的鋁含量較高，與鈦含量較高的TiAlN涂層相比，具有更高的表面硬度。AlTiN涂層通常用于高速切削加工。（4）氮化鉻（CrN）涂層：這種涂層具有較好的抗粘結(jié)性能，是對抗積屑瘤的＊＊解決方案。（5）金剛石涂層：金剛石涂層可以顯著提高加工非鐵族材料刀具的切削性能，非常適合加工石墨、金屬基復(fù)合材料、高硅鋁合金和其他高磨蝕性材料。但金剛石涂層不適合加工鋼件，因為它與鋼的化學(xué)反應(yīng)會破壞涂層與基體的粘附性能。近年來，PVD涂層刀具的市場份額有所擴大，其價格也與CVD涂層刀具不相上下。CVD涂層的厚度通常為5－15μm，而PVD涂層的厚度約為2－6μm。在涂覆到刀具基體上時，CVD涂層會產(chǎn)生不受歡迎的拉應(yīng)力；而PVD涂層則有助于對基體形成有益的壓應(yīng)力。較厚的CVD涂層通常會顯著降低刀具切削刃的強度。因此，CVD涂層不能用于要求切削刃非常鋒利的刀具。在涂層工藝中采用新的合金元素可以改善涂層的粘附性和涂層性能。SumoTec涂層工藝可以減少刀片在CVD涂層后冷卻時因收縮率不同而在刀片表面產(chǎn)生的微裂紋。同樣，該工藝還能消除PVD涂層時在涂層表面產(chǎn)生的有害液滴，從而使涂層表面更光滑，使刀片在加工時切削溫度更低、壽命更長、形成更理想的切屑流，以及能采用更高的切削速度。這種復(fù)合涂層具有很好的耐磨性和抗崩刃性，非常適合用于高速切削鑄鐵的各種刀片牌號，其預(yù)期的切削速度可達(dá)到650－1200sfm以上（取決于工件材料的類型和加工條件）。

通過在1~5μm范圍內(nèi)改變碳化鎢的粒度，刀具制造商可以改變硬質(zhì)合金刀具的基體性能?；w材料的粒度對于切削性能和刀具壽命起著重要作用。粒度越小，刀具的耐磨性越好。反之，粒度越大，刀具的強韌性越好。細(xì)顆?；w主要用于加工航空牌號材料（如鈦合金、Inconel合金和其他高溫合金）的刀片。此外，將硬質(zhì)合金刀具材料的鈷含量提高6％~12％，可以獲得更好的韌性。因此，可以通過調(diào)整鈷含量來滿足特定切削加工的要求，無論這種要求是韌性還是耐磨性。刀具破損基體的性能還可以通過在接近外表面處形成富鈷層，或者通過在硬質(zhì)合金材料中有選擇性地添加其他合金元素（如鈦、鉭、釩、鈮等）而獲得增強。此外，在選擇與工件材料和加工方式相匹配的刀具基體時，還表現(xiàn)考慮另外5種基體特性——斷裂韌性、橫向斷裂強度、抗壓強度、硬度和耐熱沖擊性能。例如，如果硬質(zhì)合金刀具出現(xiàn)沿切削刃崩刃的現(xiàn)象，就應(yīng)該選用具有較高斷裂韌性的基體材料。而在刀具出現(xiàn)切削刃直接失效或破損的情況下，可能采用的解決方案是選用具有較高橫向斷裂強度或較高抗壓強度的基體材料。對于切削溫度較高的加工場合（如干式切削），通常應(yīng)該＊＊硬度較高的刀具材料。在可以觀察到刀具產(chǎn)生熱裂紋的加工場合（在銑削加工中＊常見），建議選用耐熱沖擊性能較好的刀具材料。對刀具基體材料的優(yōu)化改進可以提高刀具的切削性能。例如，伊斯卡（Iscar）公司用于加工鋼件的SumoTec刀片牌號的基體材料具有較好的抗塑性變形能力，從而能減小硬脆的刀片涂層產(chǎn)生微裂紋的可能性。通過對SumoTec刀片的二次加工，減小了其涂層的表面粗糙度和微裂紋，從而降低了刀片表面的切削熱以及由此引起的塑性變形和微裂紋。此外，一種加工鑄鐵用刀片的新型基體具有更好的耐熱性，從而可以采用更高的切削速度進行加工。

Q:什么是刀具磨損？A:切削加工時，刀具一方面切下切屑，另一方面本身也要發(fā)生損壞。刀具損壞到一定程度，就要換刀（或換新切削刃〉，否則無法進行正常切削，刀具損壞的形式有磨損和破損兩類。刀具磨損后，可明顯地發(fā)現(xiàn)切削力增大，切削溫度上升，切屑顏色改變，工藝系統(tǒng)產(chǎn)生振動，加工表面粗糙度增大，加工精度降低，因此，刀具磨損和耐用度直接關(guān)系到切削加工的效率、質(zhì)量和成本。當(dāng)使用一把新磨好的刀具進行切削時，隨著切削的持續(xù)進行，刀具便逐漸磨損，經(jīng)過一段時間，由于磨損加劇，切削能力顯著降低，以致不再符合切削要求，這一現(xiàn)象稱為刀具鈍化，除磨損外，刀具鈍化的方式還有卷刃和在不正常情況下發(fā)生的崩刀.鈍化的刀具不宜繼續(xù)使用，需要及時刃磨.在正常切削時，刀具鈍化的主要原因是磨損。刀具磨損決定于刀具材料、工件材料的物理力學(xué)性能和切削條件.不同刀具材料的磨損和破損有不同的特點.掌握刀具磨損和破損的特點及其產(chǎn)生的原因和規(guī)律，可以正確選擇刀具材料和切削條件，保證加工質(zhì)量并提高生產(chǎn)效率。Q:刀具磨損的原因？A:切削過程中刀具磨損與一般機械零件的磨損有顯著的不同，它表現(xiàn)在以下幾個方面。①刀具與切屑、刀具與工件接觸面經(jīng)常是活性很高的新鮮表面，不存在氧化膜等的污染。②刀具的前面和后面與工件表面的接觸壓力非常大，有時甚至超過被切材料的屈服強度。③刀具與切屑、刀具與工件接觸面的溫度很高。硬質(zhì)合金刀具加工鋼料時其接觸面的溫度可達(dá)800?100CTC;高速鋼刀具加工鋼料時其接觸面的溫度可達(dá)300?600eC。在上述特殊條件下，刀具正常磨損的原因主要是由機械、熱和化學(xué)三種作用的綜合結(jié)果，即由工件材料中硬質(zhì)點的刻劃作用產(chǎn)生的硬質(zhì)點磨損、由壓力和強烈摩擦產(chǎn)生的黏結(jié)磨損、由高溫下產(chǎn)生的擴散磨損、由氧化作用等產(chǎn)生的化學(xué)磨損等幾方面的綜合作用。

1. 刀具的磨損過程，刀具的磨損過程可分為三個階段：（1）初期磨損階段。 磨損曲線的斜度較大。由于新刀具的切削刃很鋒利，后刀面與加工表面的實際接觸面積很小，壓強很大，故磨損很快。（2）正常磨損階段。經(jīng)過初期磨損后，刀具粗糙表面已經(jīng)磨平，缺陷減少，刀具后刀面與加工表面接觸面積變大，壓強減小，進入比較緩慢的正常磨損階段。后刀面的磨損量與切削時間近似地成比例增加。正常切削時，這個階段時間較長，是刀具的有效工作時期。（3）急劇磨損階段。當(dāng)?shù)毒咂茡p帶達(dá)到一定程度后，刀面與工件摩擦過大，導(dǎo)致切削力與切削溫度迅速增高，產(chǎn)生的切削力大。如果刀具繼續(xù)工作，不但不能保證加工質(zhì)量和精度，而且降低切削效率，磨損急劇增加，應(yīng)在發(fā)生急劇磨損之前及時換刀。2. 刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 刀具磨損到一定限度后就不能繼續(xù)使用。這個磨損限度稱為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。由于多數(shù)切削情況下均可能出現(xiàn)后刀面的均勻磨損量。此外，VB值比較容易測量和控制，因此常用VB值來研究磨損過程，作為衡量刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。ISO標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定以1/2背吃刀量處的后刀面上測定的磨損帶寬度VB作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)自動化生產(chǎn)中的精加工刀具，常以沿工件徑向的刀具磨損尺寸作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，稱為徑向磨損量NB。

在機械加工中刀具的磨損給生產(chǎn)帶來的影響，嚴(yán)重的話就會直接導(dǎo)致一條生產(chǎn)線停產(chǎn)，給企業(yè)帶來的影響可想而知，所以企業(yè)在生產(chǎn)制造中都是要盡量避免刀具磨損的，但是刀具破損是不可避免的。1、刃口磨損。改進辦法：提高進給量；降低切削速度；使用更耐磨的刀片材質(zhì)；使用涂層刀片。2、崩碎。改進辦法：使用韌性更好的材質(zhì)；使用刃口強化的刀片；檢查工藝系統(tǒng)的剛性；加大主偏角。3、熱變形。改進辦法：降低切削速度；減少進給；減少切深；使用更具熱硬性的材質(zhì)。4、切深處破損。改進辦法：改變主偏角；刃口強化；更換刀片材質(zhì)。5、熱裂紋。改進辦法：正確使用冷卻液；降低切削速度；減少進給；使用涂層刀片。6、積屑。改進辦法：提高切削速度；提高進給；使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片；使用冷卻液；使刃口更鋒利。7、月牙洼磨損。改進辦法：降低切削速度；降低進給；使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片；使用冷卻液。8、斷裂。改進辦法：使用韌性更好的材質(zhì)或槽型；減少進給；減少切深；檢查工藝系統(tǒng)的剛性。