刀具鍍膜技術中國地質大學(北京100083)我國使用的工具(刀具)中鍍膜工具不到10%，而美國現在使用的鍍膜工具超過90%.由于我國刀具質量低下，國產刀具在精加工、硬材料加工、粘性材料(鎳、鉻鋼等)加工、特種材料加工中都難以應用，特是數控機床、加工中心上使用的刀具幾乎全部進M，：，刀具鍍膜以其優異的性能價格比，將成為必然趨勢。

　　我國目前生產的刀具使用壽命低的原因有兩方面：一是硬質合金基本強度太低;二是刀具無鍍膜或鍍膜工藝技術不過關。

　　1.我國刀具相對國外刀具的差距僅以(Ti、Al)N膜刀具來說，在Sandvik、Noton、Walter等國際著名品牌的鍍膜刀具之間，性能上相差不大。但進口刀具的壽命比我國鍍(Ti、Al)N復合膜的刀具高數倍以上。這里有鍍膜水平的差別，也有刀具基體質量上的差別。

　　硬質合金刀具基體材料國內的硬質合金生產廠主要分布在株洲、自貢、牡丹江等地，年產量均在兒千噸以上。對于硬質合金基體制造，國內存在的問題是刀具中硬質相粒度大，自然裂紋缺陷多，合金體疏松，孔隙度大，強度低。

　　國外產品采用比例粒度混合――熱等靜壓燒結或冷等靜壓成型、壓力燒結工藝。硬質相粒度搭配合理，合金體致密，孔隙度小，強度高。但也存在生產成本高的問題。

　　對刀具基體材料研究，國外向納米材料混人混合粒度硬質相熱等靜壓燒結成型刀具發展。加拿大艾的蒙頓大學研究的此類混合粒度硬質相熱等靜壓燒結成型刀具可提高壽命20%. TN膜：這一類鍍膜刀具是20世紀80年代技術，在國內外用的最普遍。國內部分廠家可生產。

　　TN+Ti(C，N)+TiC復合膜：是90年代技術，膜層硬度高，刀具壽命較TiN膜刀具壽命篼，膜層內應力較高，C對真空有污染。國內部分研究單位可做刀具樣品。

　　(Ti，A1)系列復合膜：是90年代末的鍍膜技術，膜層硬度高，紅硬性好，減摩性好，適合高速切削、粘性材料切削。此類鍍膜刀具在中國地質大王成彪顧艷紅孫維連學工程技術學院可批量生產。

　　金剛石膜：硬度最高，適合非碳鋼類材料切削。

　　硬度可變范圍極大。根據摻雜的雜質不同，膜層用途也大不相同。DLC刀具無論從性能或是刀具的應用范圍都是目前研究領域最引人關注的。這一技術領域中，美同ART公司的生產技術最為領先。

　　近年來的研究表明：納米復合膜能大幅度提高硬質膜的硬度，如TiN/NbN納米復合膜的硬度達到51GPa(TiN單層膜硬度是21GPa，NbN是MGPa)，接近金剛石膜、超過類金剛石膜的硬度。

　　刀具鍍膜的目的不僅僅是提高耐磨壽命，還要提減摩性能，以達到提高加工精度、降低工件表面粗糙度以及刀具在切削時不加切削液或少加切削液的H的。另一方面，減摩性好，刀具切削刃發熱少。也起到延長壽命的作用。

　　為了兼顧刀具鍍膜既要求高硬度耐磨，也要求自潤滑的功能，納米梯度材料耐磨減摩復合膜研究已經成為刀具鍍膜技術研究中的前沿方向。

　　(Ti，Al)N系列薄膜研究(TiAl)N涂層刀具在高溫連續切削時的性能優于氮化鈦。(TM1)N的穩定性好，因此其高溫切削性能比TiN好。采用多弧離子鍍膜技術制備以下介紹(TiAl)N膜的有關性能。本研究是在原來真空陰極電弧沉積超硬TiN薄膜的優化工藝基礎上，用鈦鋁合金靶代替鈦靶沉積性能更為優異的(T：、Al)N薄膜，并對其組織結構及性能進行了研究。

　　已有的研究表明(Ti、Al)N的晶體結構為A1原子取代TiN晶格中的部分Ti原子并保持TiN的晶格。

　　元素深度分布譜見。由可以計算出薄膜表面Ti、A1的原子百分比，見表2.表2靶成分與膜表面成分俄歇微探針分析結果靶比例原子比(Ahl‘i)而-由千偏壓的作用，沉積到表面的A1，由于其;于被濺射掉。當atm>50%Al I：于靶中的A1含量u因為A13能全部與形成化合物。

　　下結論：刀具行業的發展方向，耐磨減摩具鍍膜技術研究中的前沿方向。下，(Ti、A)N膜層主要由面的(T1.5A1u.5)相組。

　　時，膜層一基體之間的結合力N復合膜硬質合金刀具鍍膜生產。產實踐證明鍍膜刀具在切削含性鋼材時，較未鍍膜的硬質合金以上。