在韌性較好的刀具(刀片)基體上進(jìn)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。
涂層技術(shù)的迅速發(fā)展，使涂層刀具得到了廣泛應(yīng)用。1969年德國(guó)克虜伯(Krupp)公司和瑞典山特維克(Sandvik)公司研發(fā)成功了化學(xué)氣相沉積CVD涂層技術(shù)，并向市場(chǎng)推出了CVD法的TiC涂層硬質(zhì)合金刀片產(chǎn)品。20世紀(jì)70年代初，美國(guó)本夏(R.Runshan)和拉格胡南(A.Raghuran)研發(fā)了物理氣相沉積PVD工藝，并于1981年將PVD工藝的TiN高速鋼刀具產(chǎn)品推向市場(chǎng)。當(dāng)時(shí)CVD涂層工藝溫度約1000℃，主要用于硬質(zhì)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(lái)，CVD和PVD涂層技術(shù)迅速發(fā)展，在涂層材料、涂層設(shè)備和工藝等方面都有了很大進(jìn)步，而且發(fā)展了多層材料的涂覆技術(shù)，使涂層刀具(刀片)的使用性能有了很大的提高。PVD涂層技術(shù)過(guò)去主要用于高速鋼刀具，而近年來(lái)隨著PVD涂層技術(shù)飛躍發(fā)展，也可成功用于硬質(zhì)合金刀具(刀片)，占領(lǐng)了硬質(zhì)合金涂層刀具(刀片)的一半份額?，F(xiàn)在涂層高速鋼刀具和涂層硬質(zhì)合金刀具(刀片)廣泛應(yīng)用，已占全部刀具使用總量的50%以上。
1、化學(xué)氣相沉積(CVD)法
過(guò)去，硬質(zhì)合金刀具表面涂層采用高溫化學(xué)氣相沉積(HTCVD)工藝。在常壓或負(fù)壓的沉積系統(tǒng)中，將純凈的H2、CH4、N2、TiCl4、AlCl3、CO2等氣體根據(jù)沉積物的成分，按一定配比均勻混和，依次涂到具有一定溫度(一般為1000~1050℃)的硬質(zhì)合金刀片表面，即在刀片表面沉積TiC、TiN、TiCN、Al2O3或者它們的復(fù)合涂層。直到現(xiàn)在，HTCVD仍是使用最多的工藝方法，除HTCVD外，還有等離子體化學(xué)氣相沉積(PCVD)工藝，它是在硬質(zhì)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(qiáng)度降低小。因?yàn)門iC與基體材料的線膨脹系數(shù)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(lái)各國(guó)發(fā)展出了各種不同組合的多層涂層，其組合方式有:TiCN-Al2O3、TiCN-TiC-TiN、TiCN-TiC-Al2O3、TiCN-Al2O3-TiN、TiCN-TiC-Al2O3-TiN、TiCN-Al2O3-TiCN、TiC-TiCN-TiN、TiN-TiCN-TiN等?？梢钥闯?，近年多用TiCN或TiN作底層，這是因?yàn)榛w硬質(zhì)合金有了改進(jìn)，例如采用了梯度結(jié)構(gòu)。此外，TiN涂層不宜單獨(dú)使用，因?yàn)榕c硬質(zhì)合金相比，TiN的硬度提高不多，TiN必須與TiC、TiCN、Al2O3，等組合使用。
2、物理氣相沉積(PVD)法
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(jié)合不夠牢固，隨后又發(fā)展了“真空磁控濺射法”和“真空等離子鍍工藝”等工藝，效果很好。現(xiàn)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(lái)，改進(jìn)了涂層工藝，發(fā)展了多種涂層材料和多層涂層，在硬質(zhì)合金刀具上也得到了大量的應(yīng)用。涂層效果比以往大有進(jìn)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(yōu)于TiN。
歐洲的PVD涂層技術(shù)水平最高，領(lǐng)先于其他國(guó)家和地區(qū)。知名的廠商有歐瑞康巴爾查斯(OerlkonBalzers)公司、德國(guó)PVT等離子真空技術(shù)公司和丹麥尤尼莫克(Unimerco)公司等。他們的PVD涂層設(shè)備和工藝先進(jìn)，涂層材料品種多，涂層刀具和其他產(chǎn)品使用性能好。
3、CVD法與PVD法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
4、各種硬質(zhì)物質(zhì)的材料特性
5、CVD法與PVD法的適用范圍
