涂層材料應(yīng)滿足下列要求：在低溫及高溫下，均有高的硬度；有好的化學(xué)穩(wěn)定性；應(yīng)有滲透性和無氣孔；對被加工材料有低的摩擦系數(shù)；與刀具基體材料黏結(jié)牢
固；生產(chǎn)容易，經(jīng)濟環(huán)保。

    在硬質(zhì)合金上涂層的材料有下列幾種。

    ①碳化物涂層  主要有TiC、SiC、HfC(碳化鉿)、ZrC、WC、Cr3C2、NbC、VC、B4C等。

    ②氧化物涂層  主要有Al2O3、SiO2、Cr203、Ti02、Nb205、Ta2O5、HfO2等。

    ③硼化物涂層  主要有TiB2、ZrB2、TaB2、Cr2B、MoB2、WB2、HfB等。

    ④硅化物涂層  主要有MoSi2、WSi2、TaSi等。

    ⑤鍍層  聚晶金剛石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)鍍層。

    下面介紹幾種常用的TiC、TiN、Al2O3涂層。

    (1)TiC涂層TiC涂層厚度一般為5～8μm，TiC涂層具有下列特性。

    ①涂層硬度高達2500～4200HV，高于TiN、Al2O3涂層硬度。具有高的抗機械摩擦和抗磨料磨損性能。TiC涂層的晶粒尺寸為0.1μm。非常薄而純的碳化物層，能保持沒有裂紋，在切削狀態(tài)下有很強的依附力與有效的耐磨性。

    ②TiC涂層抗氧化性能高，在700℃加熱10h，未涂層刀片的氧化速度比涂層刀片快8～10倍。

    ③TiC涂層抗黏結(jié)性能和擴散性能高。TiC黏結(jié)溫度比WC高，比鈷的黏結(jié)溫度高得多。TiC熱穩(wěn)定性高于WC，減少硬質(zhì)合金的軟化。

    ④摩擦系數(shù)低。TiC涂層刀具切削38CrMnSiA鋼的摩擦系數(shù)為0.610，切削38CrNi3MoVA鋼時，摩擦系數(shù)為0.638。摩擦力小可導(dǎo)致切削力下降15%～25%，切削功率降低25％～50％。

    ⑤TiC熱膨脹系數(shù)與硬質(zhì)合金基體相近，因此，TiC與基體之間熱應(yīng)力小，與基體結(jié)合牢固。

    (2)TiN涂層TiN涂層厚度為8～12μm，較TiC涂層厚，易于沉積與控制。其特點如下。

    ①TiN與金屬的親和力很小，黏結(jié)溫度高，對鐵族金屬不易產(chǎn)生擴散，TiN涂層硬度為2000HV。

    ②TiN鐵基材料的摩擦系數(shù)比TiC更低，較小的摩擦系數(shù)可減少黏結(jié)積屑瘤，降低加工表面粗糙度。

    ③TiN刀具脆性較小，韌性較好。斷續(xù)切割時工作性能較好，TiN涂層呈金黃色或古銅色，商品外觀漂亮。

    ④TiN涂層主要缺點是黏結(jié)強度較TiC涂層差，TiN涂層硬度較低，抗刀尖磨損和抗后刀面磨損不及TiC涂層。

    (3)Al2O3涂層  Al2O3涂層在高溫下有良好的熱穩(wěn)定性及高的高溫硬度。在高速切削條件下，耐磨性比TiC、TiN好。而且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化能力，在高溫條件下，對鋼與鑄鐵的化學(xué)惰性好。在1000～1500℃ Al2O3的抗氧化能力比TiC、TiN都高。摩擦系數(shù)低，不易產(chǎn)生積屑瘤，加工表面粗糙度值較低。Al2O3涂層與基體黏結(jié)較好。涂層厚度在5μm左右，努氏硬度為2000。