涂层刀具是现代高精密机械加工领域的重要加工工具，利用气相沉积法在硬质合金刀具或高速钢刀具表面涂覆一层金属或非金属化合物，提高刀具的各方面性能，提升刀具切割效率。刀具涂层的材料主要是具有高硬度的耐磨化合物，常用的涂层材料有碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金刚石及复合涂层八大类型。如今，随着精加工领域的快速发展，刀具涂层技术也在不断进步，刀具涂层的涂覆材料品种越越来越多样化，从而满足各种切削工艺的需求。那么，当前机械加工领域，常用的刀具涂层材料有哪些呢？小编为大家简单介绍一下目前常用的涂层材料，希望能帮助大家更好地了解、使用涂层刀具。
常用的刀具涂层材料有哪些
一、氮化钛涂层
氮化钛(TiN)是工艺成熟度高、应用较早且十分广泛的硬涂层材料，它具有较高的化学稳定性，可以大大减少刀具与工件之间的摩擦系数。目前，工业发达国家氮化钛涂层高速钢刀具的使用率已经占高速钢刀具的50%~70%，有的不可重磨的复杂刀具的使用率已超过90%。但是氮化钛涂层的耐氧化性较差，使用温度达500℃时，膜层明显产生氧化反应而被烧蚀，硬度较低。
二、碳氮化钛涂层
碳氮化钛(TiCN) 是通过多元合金化方法向氮化钛涂层中加入碳元素得到的，由于碳元素的引入，涂层的硬度和抗氧化温度都得到了提高。碳氮化钛涂层在常规加工、温度低于500℃的条件下，表现出比氮化钛及高铝钛涂层更优越的性能一涂层硬度高、表面粗糙度和摩擦系数小。
此外，该涂层可以和氮化钛涂层形成多层膜结构，不但可以保持氮化钛涂层与基体材料良好的结合和表面抗氧化性能，同时多层涂层形成的氮化钛/碳氮化钛内界面，能改变单一涂层的柱状晶生长结构，提高涂层的韧性，从而提高涂层刀具的切削性能。
三、高铝钛涂层
高铝钛涂层(AITiN) 也叫氮铝化钛涂层，是非常成功的一种涂层材料，具有高硬度、氧化温度高、热硬性好、附着力强、摩擦系数小、导热率低等优良特性，用其加工高温合金、不锈钢、钛合金和镍合金时，刀具的寿命比氮化钛涂层刀具高3~4倍。不仅如此，在高铝钛涂层中如果有合适的铝浓度，切削加工时在刀-屑界面上容易产生一层硬质的、惰性的保护膜，该膜不仅可以阻止涂层进一步被氧化，而且具有较好的润滑性能及隔热性，可以有效地用于高速切削。
高铝钛涂层的机械物理性能优于氮化钛、碳氮化钛等涂层，并可以与其它涂层配合组成多元多层复合涂层，如高铝钛/三氧化二铝多层PVD涂层，这种涂层的硬度可以达到4000HV，涂层的层数可以达到400层。
目前高铝钛涂层的发展方向为：提高涂层中的铝含量；改进涂层成分，在高铝钛涂层中添加碳元素或硅元素作为黏结剂强化涂层的显微结构，改善其性能，添加铬元素进一步提高涂层的氧化温度；改善涂层的结构，多层、梯度和纳米化也是其发展趋势。
常用的刀具涂层材料有哪些
四、氮化铬铝涂层
氮化铬铝涂层（AICrN）是一种无钛涂层，与高铝钛涂层相比，它具有更高的红硬性及抗氧化性能，使用温度可以达到1 000℃，该涂层工艺适合于硬质合金及高速钢材料涂层，用于铣削和车削加工，切削速度可以达到400 m/min以上。
五、氧化铝涂层
氧化铝(AI2O3)涂层材料具有非常好的抗氧化磨损和抗扩散磨损性能，它的高温耐磨性、耐热性和抗氧化能力比碳化钛和氮化钛涂层好，月牙洼磨损率低，适合于高速、大切削热切削。但是由于与基体材料的物理、化学性能差别太大，单一的涂层无法制成理想的涂层刀具，需要与其他涂层材料配合制备复合涂层。
六、金刚石涂层
金刚石涂层的显微硬度可达10 000 HV，热导性高，摩擦系数很低，适合于有色金属合金的高速切削。目前，许多沉积金刚石薄膜的温度要求为600~900℃，因此该技术常用于硬质合金刀具表面沉积金刚石薄膜。金刚石硬质合金刀具的商品化，是近十年来刀具涂层技术的重大成就。
七、CBN涂层
CBN涂层的硬度和导热率方面仅次于金刚石，热稳定性极好，在大气中加热至1 000℃也不发生氧化。CBN对于铁族金属具有极为稳定的化学性能，与金刚石不宜加工钢材不同，它可以广泛用于钢铁制品的精加工、研磨等。CBN涂层除具有优良的耐磨损性能外，还可以在相当高的切削速度下加工耐热钢、钛合金、淬火钢，能切削高硬度的冷硬轧辊、掺碳淬火材料和对刀具磨损非常严重的Si-Al合金等。
以上就是对于常用的刀具涂层材料有哪些的相关介绍。实际上，涂层材料还有很多，上述只是列出了加工行业经常使用的刀具涂层材料，随着涂层技术的发展，还有更多的涂层材料等待被发现、应用。
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