刀具的两个适用性和一个匹配性（三）

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　　因此，通常精加工时由于加工余量均匀，一般冲击较小，可选用含钴较少的硬质合金，刀具的耐磨性也比较好；而粗加工时则经常会面对余量不均匀的情况，宜采用含钴量较高的硬质合金，这样对防止粗加工时刀具的突然崩刃，发挥刀具应有的耐用度还是很有意义的。

　　基体材料近年来的一个技术进步是富钴层技术。采用富钴层技术的硬质合金是通过一定的工艺，使硬质合金中的钴相对向表层集中，这样硬质合金的中心部分就有更高的硬度，而表面因具有更多的钴而韧性更强。切削中切屑的冲击主要是发生在表层，采用富钴层的刀具更能够抵御这样的冲击。

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　　基体的另一个主要变化在于细颗粒化。在相同或相近的化学成分下，颗粒细化能明显提高硬质合金的强度。我个人认为，从某种方面看，硬质合金的强度分析与砂轮的强度分析颇有相似之处。硬质合金刀具的强度实际上也是有两方面构成的，一是硬质相本身的强度，即硬质相抵御外力破坏的能力，另一方面是粘结相保护硬质相不致脱落、位移的能力。细化的硬质合金首先是由于硬质相颗粒的细小化，致使其破坏的临界外力增加了。好比我们要扳断一支粉笔很容易，而要扳断一个粉笔头却要困难得多。

　　刀具涂层：有资料说，所有切削刀具中70-80%都是涂层刀具。涂层改善了所有切削刀具基体材料的切削性能：高速钢(HSS)、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、超硬材料等等。

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　　刀具为什么需要进行涂层？它的主要作用包括以下几个方面：

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　　延长刀具寿命

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　　抗磨粒磨损

　　抗月牙洼磨损

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　　防止积屑瘤的产生

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　　提高加工效率

　　通常以通过提高切削速度的方式实现

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　　改善工件表面光洁度

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　　通常的刀具涂层分为化学涂层(CVD)和化学涂层(PVD)两大类别。化学涂层主要用于涂覆碳化钛(TiC)、碳氮化钛(TiCN)、氮化钛(TiN)、三氧化二铝(Al2O3)、金刚石(Diamond)等，而物理涂层可涂的种类繁多，如氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)、氮铝化钛(TiAlN)、二硼化钛(TiB2)、氮化锆(ZrN)、氮化铬(CrN)，还有铝含量比氮铝化钛更高的氮钛化铝(AlTiN)，用铬来代替钛的氮铬化铝(AlCrN)等等。另外还有一些如中温化学涂层(MT-CVD)的碳氮化钛(TiCN)，一些等离子技术的化学涂等等。

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　　近年来，相比化学涂层而言，物理涂层的发展很快，新的涂层品种层出不穷。但是在常规的钢铁加工中，三氧化二铝(Al2O3)涂层依然是绝对的主力。就目前的技术而言，要想取得耐热性能优越的Al2O3膜层，尤其是稳定的a相Al2O3，化学涂层还是最好的选择。目前各家刀具制造厂商都在致力于在保证涂层结合力的前提下努力增厚Al2O3膜层的厚度，改善涂层与基体结合力、改善多层涂层的层间结合力、改善表层涂层与工件的接触，甚至设法控制膜层的晶粒按事先选定的方向成长。2006年9月，我曾陪同《工具技术》主编辛节之先生和《机械工人(冷加工)》主编王天谌先生采访肯纳金属旗下金属加工解决方案和服务集团(MetalworkingSolution&ServerGroup,MSSG)的副总裁伯纳德?诺斯(BernardNorth)时，诺斯先生谈到肯纳金属的涂层厚度已经可以达到约30µm，而他们正式推向市场的经过升级的KC9110的涂层厚度达到了24µm。

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