涂層分為單涂層、雙涂層、三涂層及多涂層。

1.單涂層硬質(zhì)合金刀具切削性能

    (1)TiC涂層刀具TiC涂層刀具有較低的摩擦系數(shù)和摩擦力，較小的切削力和較低的切削溫度，刀具磨損降低，耐用度增加。

    用TiC涂層刀具加工38CrNi3MoVA高強度鋼，切削用量為：ap=2.0mm，?=0.08mm/r。刀片幾何參數(shù)為：γ=-3o,ao=8o，kr=90o，λ8o=0o，在不同切削速度下，摩擦系數(shù)(μ)如圖2-1所示。不同切削速度與切削變形系數(shù)的關(guān)系如圖2-2所示。
    TiC涂層刀具具有較高的刀具耐用度，與未涂層刀具相比，耐用度平均可提高1～3倍，高的可達5～10倍。TiC涂層刀具不適合在低速下使用，在uc<70m/min條件下，其耐用度很低，切削黏結(jié)刀具刀片表層脆性較大，抗拉強度低，而且常存在殘余拉應力。TiC適宜于中速及高速切削條件下使用。

    (2)TiN涂層刀具  TiN涂層刀具抗黏結(jié)溫度高，摩擦系數(shù)小，刀具耐用度較未涂層刀具可提高1～3倍，高的可達10倍。

    用PVD法在YTl4硬質(zhì)合金基體上涂覆TiN涂層，涂層與基體結(jié)合良好，刀片硬度達3500～5000HV，抗彎強度為1300MPa，加工CrwMn、60SiMn2A等合金鋼及鑄鐵時，刀具耐用度提高2～6倍，切削速度明顯提高，可達250m/min，粗糙度值可降低1～2級。TiN涂層刀片的摩擦系數(shù)比TiC涂層刀片更小，切削力小，切削變形系數(shù)更低。

    (3)Al2O3涂層刀具  Al2O3涂層硬質(zhì)合金刀具具有陶瓷刀具的耐磨性及硬質(zhì)合金的強度，適用于陶瓷刀具加工的所有工序中，又能用于陶瓷刀具易于崩刃和打刀的加工場合，可進行半精加工與精加工。用Al2O3涂層刀具加工汽車鑄鐵剎車盤和剎車鼓等零件時，其耐用度比TiC涂層刀片、陶瓷刀具高2～4倍。在加工鑄鐵時用AlzO。涂層優(yōu)于TiC涂層。在中低速加工鋼件時，vc<150～180m/min條件下，TiC涂層刀具較Al2O3涂層刀具切削性能好，在高速切削鋼件時，Al2O3涂層刀具的切削性能優(yōu)于TiC涂層刀具。

    (4)碳氮化物[Ti(C，N)]固溶體涂層刀具

    ①Ti(C，N)固溶體涂層  它具有良好的切削性能。與TiC相比，刀具耐用度比TiC高1.5倍。Ti(C，N)涂層硬質(zhì)合金中C/N比例對磨損特性有一定影響。TiN成分增加，月牙洼磨損減少，后刀面磨損增加；TiC成分增加，后刀面磨損減少，月牙洼磨損增加。美國、英國生產(chǎn)這類涂層刀片較多。英國工具合金有限公司生產(chǎn)的牌號為TMl5、TM25、TM35，都是在特殊的基體上涂覆10～12μm的Ti(C，N)涂層，使用范圍相當于ISO標準的P05～P20/M10～M20/K05～K20、P10～P30/M10～M20/K10～K30、P20～P40/M20～M30/K20～K40，具有寬廣的使用領(lǐng)域。美國生產(chǎn)這類涂層硬質(zhì)合金牌號眾多，有AG5、536、550、CA9443、GA5、KC210、633、663、715、722、GCl20、GC225等。

    ②Ti(B，N)固溶體涂層  采用CVD法在硬質(zhì)合金基體上進行Ti-B-N三元涂層時，一部分硼(B)元素以B原子形式摻人TiN晶體中，形成具有立方結(jié)構(gòu)的Ti(B，N)固溶體，可提高涂層硬度。其顯微硬度隨B/(B+N)的增加成直線上升。

    碳氮化物涂層還有Zr(C，N)與HI(C，N)涂層。原料用鋯和鉿的氯化物蒸氣與氫氣，涂層溫度為1000～1170℃。這種涂層刀片具有較高的強度和耐磨性，適合高速切削條件下使用。


2.雙涂層硬質(zhì)合金刀具

    雙涂層硬質(zhì)合金有TiC-TiN、TiC-Al2O3、TiN-Al2O3、TaC-TiC、Al2O3-Ti203、TiN-CBN、Al2O3-CBN、TiC-Ti(C，N)等涂層。

    (1)TiC-TiN涂層TiC-TiN涂層是使用最多的一種雙涂層，接近刀具基體的涂層是TiC，涂層厚5μm。刀片表層是TiN涂層，中間過渡層為Ti(C，N)固溶體，這種組合涂層可使涂層厚度均勻，而且涂層厚度增至lo“m，組合涂層殘余應力小，與基體黏結(jié)牢固，摩擦系數(shù)小，有較高的抗裂紋擴散能力。切削性能比TiC或TiN涂層刀具都好。耐用度比未涂層刀具高得多。

    日本東芝公司生產(chǎn)的TiC-TiN組合涂層刀片T525兼有韌性與硬度，抗黏結(jié)性能與抗剝落性能均得到改善。用這種刀片加工鑄鐵或鋼材，均可以從低速到高速進行大進給量的切削。車削40CrNiMo合金鋼時，與PIO硬質(zhì)合金和TiC涂層刀片相比，在uc=80～200m/min條件下，刀具耐用度提高2倍左右。

    (2)TiC-Al2O3和TiN-Al2O3組合涂層  在基體上先沉積一層TiC或TiN，再沉積A1zos涂層，可改善Al2O3的涂層附著力。TiC—Al2O3涂層刀具抗后刀面磨損能力、抗月牙洼磨損性能較好。在高速切削時，Al2O3具有高的抗氧化能力和耐磨性，在低速切削時，TiC又具有高的耐磨性。加工20MnTiB鋼，使用YTl4+(TiC—TiN)，在切削速度vc=282m/min，?=0.3mm/r，ap=0.5mm的切削條件下，用YTl4加工25件，而用YTl4+(TiC-TiN)涂層刀片可加工240件。瑞典山德維克公司生產(chǎn)的涂層刀片GCOl5就是TiC-Al2O3組合涂層，先在硬質(zhì)合金基體上沉積一層TiC(晶粒為4～5μm)，再涂覆一層Al2O3(晶粒為1μm)，涂層總厚度為7μm，用GC015加工球墨鑄鐵、錳鋼和合金鋼都有良好效果，GC015相當于ISo標準的P05～P35/K05～K20。

    株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)牌號為CAl5、CA25的硬質(zhì)合金刀片，都是TiC-Al203涂層。CAl5是在耐磨性良好的硬質(zhì)合金基體上進行涂覆，在高速切削條件下，具有很高的耐磨性，適用于各種鑄鐵、有色金屬、非金屬材料的連續(xù)精加工和半精加工，也適合加工不銹鋼、淬硬鋼、高溫合金的半精加工與精加工。CA25是在耐磨性和韌性適中的基體上進行涂覆，其耐磨性及韌性的綜合性能好，適宜于加工鑄鐵、淬硬鋼、不銹鋼、高溫合金、鈦合金進行切削加工。

    TiC-Al2O3涂層刀片加工鑄鐵可獲得良好效果，加工鑄鐵時，TiC-AL2O3。涂層使用量可達80%～90%，加工鋼時，使用TiC—TiN涂層刀片占涂層刀片的80%，而TiC-Al203則占20%。

    (3)Al203-Ti2O3 涂層  在Al2O3涂層母體中加入4%～5%的Ti2O3，就形成Al2O3-Ti2O3涂層。Ti2O3的加入增加了Al2O3的硬度，又提供了固態(tài)潤滑性能，硬度增加到努氏硬度2400～2500。

    用Al2O3-Ti2O3涂層刀片加工鑄鐵前泵支柱(260HB)，車削外圓vc=276m/min，ap=1.77～2mm，?=0.43～0.5mm/r，Ti203的濃度為4%，涂層厚度為0.1μm，刀片每個角可加工100～109個。用4%～5%濃度的Ti2O3。，涂層厚度為5.6μm的Al2O3-Ti203涂層刀片，鏜削鑄鐵離合器汽缸，在可vc=228～248m/min，ap=1.77～2.28mm，?=0.32～0.45mm/r，Al2O3-Ti203刀片，每個角平均可加工340～362件。

    (4)TiN—CBN及Alzo。一CBN涂層  在硬質(zhì)合金基體上，先涂覆一層TiN，再沉積1μm的CBN，這種CBN是由硼的衍生物(B5N5H6)等離子中引出的離子柬層，不是純CBN，是含有CBN微晶的非晶氮化物，可提高刀片硬度。

3.三涂層硬質(zhì)合金刀具

    三涂層的組合方式很多，有TiC-Ti(C，N)-TiN、TiC-Ti(C，N)-A1203、TiC-TiN-A1203、TiC-Al203-TiN、TaC-TiC-TiN、TiN-TiC-TiN、Ti(C，N)-TiC-Ti(C，N)TiC等。

    (1)TiC-Ti(C，N)-TIN組合涂層  這是用得較多的一種三涂層，其優(yōu)點與TiC-TiN組合相同。株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的五個牌號的TiC-Ti(C，N)-TiN涂層硬質(zhì)合金，CNl5、CN25、CN35和CNl6、CN26，前三個牌號主要用于加工鋼類零件，后兩個牌號主要用于加工鑄鐵和有色金屬。

    (2)TiC-Ti(C，N)-Ti2O3組合涂層  瑞典賽可工具公司生產(chǎn)的T15M、TPl5、TXl0均屬于這種涂層刀片牌號。T15M、TPl5的涂層厚度為7μm，使用范圍相當于ISO的K05～K15、P05～P30、M05～M25、K05～K25。TXl0的涂層厚度為6μm，使用范圍相當于ISO的M05～M15、K05～K15。

    (3)TiC-A12O3-TiN 組合涂層  瑞典山德維克生產(chǎn)的涂層刀片GC415屬于這種組合涂層。它是在硬質(zhì)合金基體上先涂覆4.5μm厚的TiC層，以保證涂層與基體黏結(jié)牢固，之后涂覆3μm厚的A12O3層，以求較高的硬度及高溫下的化學穩(wěn)定性和絕熱性，最后，涂覆10μm厚的TiN，使刀具具有較低的摩擦系數(shù)，防止粘刀和避免積屑瘤的產(chǎn)生。用GC415涂層刀具車削35CrMo鋼出圈端面，vc=500m/min，?=0.4mm/r，ap=1～1.5mm，GC刀片的耐用度較GC015刀片提高60%。GC415的使用范圍相當于ISO的P05～P30、K05～K20，加工低合金鋼時，切削速vc=180～280m/min，加工鑄鐵時，vc=150～300m/min。

     4.多涂層硬質(zhì)合金刀具

    多于三涂層的稱為多涂層。這類涂層品種繁多，如TiC—Ti(C，N)-TiN-A12O3、TaC-TiC-A1203-TiN、TiC-Ti(C，N)-TiN-TiC-A1203、TiC-Ti(C，N)-TiN-多層陶瓷等。最多的涂層有13層。美國牌號680的刀片是TaC-TiC-A12O3-TiN的組合涂層，涂層厚度為10μm，其應用范圍相當于ISO的P01～P30、M10～M25、K0l～K20。

    德國Widalon三層的TK15有13層極薄的涂層。在多涂層中有些涂層非常薄(小于0.05μm)，形成非晶體，它提高了TKl5的韌性，其應力較厚涂層小得多。TKl5用CVD法在M15基體上涂覆總厚度為8μm的涂層，最外層是耐熱的Al(O，N)。AI(O，N)可使刀片獲得鋒利的刃口，可用于精加工和一般涂層刀片尚不能加工的領(lǐng)域。TK15使用范圍相當于ISO的P05～P25、MIO～M20、K05～K20，主要用于車削結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼和鑄鐵，切削速度可達300～500m/min。