刀具行業(yè)在數(shù)控機(jī)床已成為制造裝備主流的今天，肩負(fù)著為制造業(yè)提供關(guān)鍵裝備??數(shù)控刀具的重任。制造業(yè)的加工技術(shù)水平受刀具行業(yè)整體水平的影響較大，而制造業(yè)的發(fā)展也會(huì)促進(jìn)刀具行業(yè)的發(fā)展。根據(jù)制造業(yè)發(fā)展的需要，多功能復(fù)合刀具、高速高效刀具將成為刀具發(fā)展的主流。面對日益增多的難加工材料，刀具行業(yè)必須改進(jìn)刀具材料、研發(fā)新的刀具材料和更合理的刀具結(jié)構(gòu)。

    1.硬質(zhì)合金材料及涂層應(yīng)用增多。細(xì)顆粒、超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料是發(fā)展方向；納米涂層、梯度結(jié)構(gòu)涂層及全新結(jié)構(gòu)、材料的涂層將大幅度提高刀具使用性能；物理涂層(PVD)的應(yīng)用繼續(xù)增多。

    2.新型刀具材料應(yīng)用增多。陶瓷、金屬陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韌性進(jìn)一步增強(qiáng)，應(yīng)用場合日趨增多。

    3.切削技術(shù)快速發(fā)展。高速切削、硬切削、干切削繼續(xù)快速發(fā)展，應(yīng)用范圍在迅速擴(kuò)大。

    4.刀具研發(fā)更具針對性。刀具制造商研發(fā)的重點(diǎn)不再是通用品牌和通用結(jié)構(gòu)。面對復(fù)雜多變的應(yīng)用場合和加工條件，研發(fā)針對性更強(qiáng)的刀片槽形結(jié)構(gòu)、牌號(hào)及相應(yīng)配套刀具取代通用的槽形、牌號(hào)的刀片及刀具。

    5.刀具制造商角色轉(zhuǎn)變。從單純的刀具生產(chǎn)、供應(yīng)，擴(kuò)展至新切削工藝的開發(fā)及相應(yīng)成套技術(shù)和解決方案的開發(fā)，為用戶提供全面的技術(shù)支持和服務(wù)。

    刀具材料的分類 工具鋼 碳素工具鋼 合金工具鋼 高速工具鋼 普通高速鋼 高性能高速鋼 硬質(zhì)合金 按晶粒大小區(qū)分 普通硬質(zhì)合金 細(xì)顆粒硬質(zhì)合金 微顆粒硬質(zhì)合金 按主要成分區(qū)分 鎢基硬質(zhì)合金 鈦基硬質(zhì)合金 陶瓷 氧化物陶瓷 氮化物陶瓷 超硬材料 立方氮化硼 金剛石

    制造業(yè)的發(fā)展離不開切削刀具，現(xiàn)代切削刀具已經(jīng)成為提升制造業(yè)技術(shù)水平的關(guān)鍵因素之一，切削加工的要求日趨提高，高速、高精度、高效、智能和環(huán)保成為切削加工的追求目標(biāo)；被加工材料的能級(jí)不斷提高；高強(qiáng)和超高強(qiáng)度材料、高韌性、難切削等材料層 出不窮；新形勢下對切削加工提出的特殊要求，如加工硬度50HRC以上的硬加工、微潤滑和無潤滑的干切削不斷涌現(xiàn)。總之,切削加工中的個(gè)性化特點(diǎn)日見顯現(xiàn)。

    面對這些變化，若要求在刀具的設(shè)計(jì)和制造工藝或刀具材料的整體性能上來適應(yīng)這些要求，技術(shù)上的難度是很大的，尤其對刀具材料而言，不僅在資源利用上極不經(jīng)濟(jì)，而且要求材料滿足日趨復(fù)雜的綜合切削性能，通常是難以做到的。

    而縱觀刀具切削失效的大量實(shí)例可見，絕大部分的失效往往與材料表面的物理、化學(xué)、力學(xué)等狀態(tài)構(gòu)成的表面性能分不開，亦即現(xiàn)代切削加工對刀具材料表面性能的要求愈來愈高，這就有力地推動(dòng)了氣相沉積技術(shù)等表面工程技術(shù)的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，可通過材料表面改性技術(shù)的方法來賦予切削刀具表面的綜合切削性能，作為刀具材料表面改性技術(shù)之一的化學(xué)氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)工藝技術(shù)，已在現(xiàn)代切削刀具的應(yīng)用方面取得了十分理想的效果。

    目前，在作為切削刀具主流的硬質(zhì)合金刀具中，涂層硬質(zhì)合金刀具已占到80%以上，其中PVD技術(shù)，由于其工藝溫度低，不會(huì)影響刀具基材的性能，且工藝方案變化多樣，使得其應(yīng)用日趨廣泛。涂層技術(shù)已經(jīng)成為構(gòu)成現(xiàn)代切削刀具的三大核心技術(shù)之一。

    近幾年來，不斷提高的切削加工要求和被加工材料的能級(jí)以及減少切削加工對環(huán)境污染等有力地推動(dòng)了現(xiàn)代切削刀具涂層技術(shù)的發(fā)展。膜系材料多元合金化、涂層工藝組合多樣化中出現(xiàn)的TiAIN、TiAICN、CrSiN等多元復(fù)合涂層和多層涂使刀具獲得了高耐磨、低摩擦、熱穩(wěn)定性好和抗氧化力強(qiáng)等良好的綜合性能，大大提升了現(xiàn)代切削刀具的性能；納米組分和納米薄膜涂層的顯微結(jié)構(gòu)使得難

    加工材料的切削得到了新的解決辦法；金剛石涂層和類金剛石涂層(DLC)在加工石墨零件和纖維增強(qiáng)等非金屬材料及有色合金材料方面取得了良好的效果。為適應(yīng)涂層工藝的發(fā)展，涂層的工藝裝備亦實(shí)現(xiàn)了集成化、模塊化和智能化，使涂層技術(shù)日趨個(gè)性化。

    膜系材料的多元化

    當(dāng)前，現(xiàn)代切削刀具涂層技術(shù)發(fā)展的趨勢是膜系材料的多元化。膜系材料多元合金化仍然是目前碳化物往往可以彼此互溶的特性，在Ti-N膜中加入合金元素，形成復(fù)合氮化物涂層。

    如目前在硬質(zhì)合金涂層刀具中應(yīng)用最多的TiAIN三元涂層，可通過調(diào)整AI元素的成份比例來獲得不同的膜層性能。如在Ti-N中加入碳元素，通過碳原子的固溶和析出，可形成Ti(C、N)三元涂層，與Ti-N的單一涂層相比，這些多元涂層具有良好的綜合性能，提高了抗氧化溫度和耐磨性，又有低的摩擦系數(shù)。在

    Ti-N中同時(shí)加入AI、C元素，即可構(gòu)成TiAICN的四元膜層。該膜層具有良好的熱穩(wěn)定性、高耐磨性和低摩擦的綜合性能，已于硬加工領(lǐng)域的涂層立銑刀大量

    使用。如用于硬化模塊的成型加工，不僅提高了加工效率，獲得了良好的加工表面而且解決了先成型加工后熱處理產(chǎn)生的變形問題，提高了模具的制造