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(shì)下對(duì)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(rùn)滑和無潤(rùn)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(shì)是膜系材料的多元化。膜系材料多元合金化仍然是目前主要的研究方向，即利用過渡金屬的二元氮化物、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。
　　
　　例如目前在硬質(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(見圖1)。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，提高了模具的制造精度。