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；新形勢下對切削加工提出的特殊要求，如加工硬度50HRC以上的硬加工、微潤滑和無潤滑的干切削不斷涌現(xiàn)。總之,切削加工中的個性化特點(diǎn)日見顯現(xiàn)。
　　
　　面對這些變化，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)代切削加工對刀具材料表面性能的要求愈來愈高，這就有力地推動了氣相沉積技術(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以及減少切削加工對環(huán)境污染等有力地推動了現(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。