刀具涂层技术化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）

刀具涂层技术通常分为化学气相沉积（CVD）沉积物理气体（PVD）两大类。

1．CVD该技术广泛应用于硬质合金可转位刀具的表面处理。CVD单成分单层和多成分多层复合涂层沉积，涂层与基体结合强度高，薄膜厚度厚，可达7~9μm，耐磨性好。CVD工艺温度高，容易降低工具材料的抗弯强度；涂层内部处于拉应力状态，使用时容易造成微裂纹；同时，CVD工艺排放的废气和废液会造成更大的环境污染。解决问题CVD工艺温度高的问题，低温化学气相沉积（PCVD），中温化学气相沉积（MT-CVD）技术相继开发投入实用。CVD（包括MT-CVD）该技术主要用于硬质合金可转位刀片的表面涂层，涂层刀具适用于高速粗加工和半精加工。

2．PVD该技术主要用于整体硬质合金刀具和高速钢刀具的表面处理。CVD工艺相比，PVD工艺温度低（较低可低至80℃），在600℃以下对工具材料的抗弯强度基本无影响；薄膜内应力状态为压力应力，更适用于硬合金精密复杂工具的涂层；PVD工艺对环境无不利影响。PVD涂层技术已广泛应用于硬质合金钻头、铣刀、铰刀、丝锥、异形工具、焊接工具等的涂层处理。

物理气相沉积（PVD）真空阴极弧物理蒸发(2)真空磁控离子溅射有两种方法。

(1)阴极弧物理蒸发（ARC） 真空阴极弧的物理蒸发过程包括在靶材上激发高电流和低压电弧，并产生连续的金属离子。离化金属离子为60~100eV在含有惰性气体或反应气体的真空环境沉积在含有惰性气体或反应气体的真空环境中。真空阴极弧物理蒸发靶的离化率约为90%，因此与真空磁控离子溅射相比，沉积膜具有较高的硬度和较好的结合力。但由于金属离化过程非常激烈，会产生较多的有害杂质颗粒，涂层表面较粗糙。

(2)磁控离子溅射（SPUTTERING） 在真空磁控离子溅射过程中，氩离子被加速在阴极（目标材料）上加载负电压。离子与阴极的碰撞使目标材料溅出平均能量4~6eV金属离子。这些金属离子沉积在靶前的镀层工件上，形成涂层膜。由于金属离子能量低，涂层的结合力和硬度比真空阴极弧差，但由于其表面质量优异被广泛应用于有表面功能性和装饰性的涂层领域中。