刀具塗層技術迅速發展,塗層刀具得到了廣泛應用。1969年德國克虜伯(Krupp)公司和瑞典山特維克(Sandvik)公司研發成功了化學氣相沉積(CVD)塗層技術,並向市場推出了CVDTiC塗層硬質合金刀片產品。
20世紀70年代初,美國本夏(R.Runshan)和拉格胡南(A.Raghuran)研發了物理氣相沉積(PVD)工藝,並於1981年將PVDTiN高速鋼刀具產品推向市場。當時CVD塗層工藝溫度約1000℃,主要用於硬質合金刀具(刀片)的表面塗層;PVD塗層工藝溫度為500℃和500℃以下,主要用於高速鋼刀具的表面塗層。後來,CVD和PVD塗層技術不斷迅速發展,在塗層材料、塗層設備和工藝等方面都有了很大進步,而且發展了多層材料的塗覆技術,使塗層刀具(刀片)的使用性能有了很大的提高。PVD塗層技術過去主要用於高速鋼刀具,而近年來隨著PVD塗層技術飛躍發展,也成功用於硬質合金刀具(刀片),佔領了硬質合金塗層刀具(刀片)的一半陣地。現在,塗層高速鋼刀具和塗層硬質合金刀具(刀片)廣泛應用,已占全部刀具使用總量的50%以上。
塗層刀具的優越性
在韌性較好的刀具(刀片)基體上進行表面塗層,塗覆具有高硬度、高耐磨性、耐高溫材料的薄層(如 TiN、TiC等),使刀具(刀片)具有全面、良好的綜合性能。未塗層高速鋼的硬度僅為62~68HRC(760~960HV),硬質合金的硬度僅為 89~93.5HRA(1300~1850HV);而塗層後的表面硬度可達2000~3000HV以上。
①由於表面塗層材料具有很 高的硬度和耐磨性,且耐高溫。故與未塗層的刀具(刀片)相比,塗層刀具允許採用較高的切削速度,從而提高了切削加工效率;或能在相同的切削速度下,提高刀 具壽命。
②由於塗層材料與被加工材料之間的摩擦係數較小,故塗層刀具(刀片)的切削力小於未塗層刀具(刀片)。
③ 用塗層刀具(刀片)加工,零件的已加工表面品質較好。
④由於塗層刀具(刀片)的綜合性能良好,故塗層硬質合金刀片有較好的通用性, 一種塗層硬質合金牌號的刀片具有較寬的使用範圍。