近30余年來，刀具涂層技術迅速發展，涂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)涂層技術，并向市場推出了CVDTiC涂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，并于1981年將PVDTiN高速鋼刀具產品推向市場。當時CVD涂層工藝溫度約1000℃，主要用于硬質合金刀具(刀片)的表面涂層；PVD涂層工藝溫度為500℃和500℃以下，主要用于高速鋼刀具的表面涂層。

　　后來，CVD和PVD涂層技術不斷迅速發展，在涂層材料、涂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涂覆技術，使涂層刀具(刀片)的使用性能有了很大的提高。PVD涂層技術過去主要用于高速鋼刀具，而近年來隨著PVD涂層技術飛躍發展，也成功用于硬質合金刀具(刀片)，占領了硬質合金涂層刀具(刀片)的一半陣地。現在，涂層高速鋼刀具和涂層硬質合金刀具(刀片)廣泛應用，已占全部刀具使用總量的50%以上。

　　涂層刀具的優越性

　　在韌性較好的刀具(刀片)基體上進行表面涂層，涂覆具有高硬度、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。未涂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)；而涂層后的表面硬度可達2000~3000HV以上。

　　①由于表面涂層材料具有很高的硬度和耐磨性，且耐高溫。故與未涂層的刀具(刀片)相比，涂層刀具允許采用較高的切削速度，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由于涂層材料與被加工材料之間的摩擦系數較小，故涂層刀具(刀片)的切削力小于未涂層刀具(刀片)。

　　③用涂層刀具(刀片)加工，零件的已加工表面質量較好。

　　④由于涂層刀具(刀片)的綜合性能良好，故涂層硬質合金刀片有較好的通用性，一種涂層硬質合金牌號的刀片具有較寬的使用范圍。

　　刀具涂層技術的發展和進步

　　筆者多次參觀了國際機床工具展覽會，收集到很多資料，并聽取了各大工具公司的技術報告，從而了解到刀具產品表面涂層技術的發展和進步。

　　CVD涂層技術的進展

　　過去，硬質合金刀具表面涂層采用高溫化學氣相沉積(HTCVD)工藝。在常壓或負壓的沉積系統中，將純凈的H2、CH4、N2、TiCl4、AlCl3、CO2等氣體根據沉積物的成分，按一定配比均勻混和，依次涂到具備一定溫度(一般為1000~1050℃)的硬質合金刀片表面，即在刀片表面沉積TiC、TiN、TiCN、Al2O3或者它們的復合涂層。直到現在，HTCVD仍是使用最多的工藝方法，除HTCVD外，還有等離子體化學氣相沉積(PCVD)工藝，它是在硬質合金刀具(刀片)表面涂層的另一種方法，因這種涂層工藝溫度較低(700~800℃)，故刀片的抗彎強度降低。因為TiC與基體材料的線膨脹系數最接近，通常用TiC薄層先涂在基體表面上，外面再涂TiN、Al2O3，如TiC/TiN、TiC/Al2O3、TiC/TiCN/TiN等。

　　后來，發展了各種不同組合的多層涂層。筆者在多次展覽會上調查和統計了瑞典、德國、美國、日本、韓國、以色列和中國各公司的CVD涂層硬質合金刀片產品，涂層材料有以下組合：TiCN/Al2O3、TiCN/TiC/TiN、TiCN/TiC/Al2O3、TiCN/Al2O3/TiN、TiCN/TiC/Al2O3/TiN、TiCN/Al2O3/TiCN、TiN,TiC/TiCN/TiN、TiN/TiCN/TiN等。可以看出，近年多用TiCN或TiN作底層，這是因為基體硬質合金有了改進，例如采用了梯度結構，才有可能用TiCN或TiN墊底。此外，TiN涂層不宜單獨使用，因為與硬質合金相比，TiN的硬度提高不多，TiN必須與TiC、TiCN、Al2O3等組合使用。

　　PVD涂層技術的進展

　　早期，PVD涂層均采用“真空蒸鍍法”，膜層往往不均勻，與基體的結合不夠牢固，后發展了“真空磁控濺射法”和“真空等離子鍍工藝”，效果很好。現在刀具表面涂層主要用后兩種方法。

　　早年，PVD涂層只用于高速鋼刀具，涂層材料幾乎只用TiN一種。后來，改進了涂層工藝，發展了多種涂層材料和多層涂層，在硬質合金刀具上也得到了大量的應用。涂層效果比以往大有進步。TiN涂層材料仍在使用，新興的涂層材料是TiAlN和AlTiN，其使用效果優于TiN。　歐洲的PVD涂層技術水平最高，領先于其他國家和地區。知名的廠商有歐瑞康巴爾查斯(OerlkonBalzers)公司、德國PVT等離子真空技術公司和丹麥尤尼莫克(Unimerco)公司等。他們的PVD涂層設備和工藝先進，涂層材料<