瑞典山特維克公司根據(jù)高精高效切削加工及市場(chǎng)多樣化的需求，開發(fā)生產(chǎn)了新一代涂層刀片，其中包括車削和銑削加工鋼及鑄鐵用的2種PVD涂層材料和3種CVD涂層材料，現(xiàn)簡(jiǎn)介如下。
　　
　　（1）新一代涂層刀片的開發(fā)理念
　　
　　在過去的刀具材料開發(fā)中，如果提高材料的耐磨性能，則會(huì)削弱其抗崩刃性能；反之，如果提高材料的抗崩刃性能，則會(huì)削弱耐磨性能，很難達(dá)到兩者兼優(yōu)的效果。山特維克公司開發(fā)刀具新材料的理念是：同時(shí)提高其耐磨性能和抗崩刃性能，使其匹配兼優(yōu)，綜合性能達(dá)到最佳。該公司最近開發(fā)的全新涂層刀片就很好地體現(xiàn)了這一理念。下面重點(diǎn)介紹黑金CVD涂層和青銅色多層PVD涂層。
　　
　?。?）黑金CVD涂層的特點(diǎn)
　　
　　新開發(fā)的黑金CVD涂層是一種耐磨性能與抗崩刃性能兼優(yōu)的涂層材料。普通CVD涂層的涂覆溫度超過1000℃，由于涂層與硬質(zhì)合金基體的熱膨脹系數(shù)不同，會(huì)在涂層中產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力，在切削時(shí)容易導(dǎo)致涂層剝落和熱裂紋，成為降低切削性能的主要因素。此外，普通涂層由脆性材料構(gòu)成，當(dāng)涂層厚度增大時(shí)，涂層也容易發(fā)生剝落，即如果要優(yōu)先考慮涂層的耐熱性和耐磨性，就會(huì)犧牲其抗剝落性能。
　　
　　與普通涂層不同，新開發(fā)的黑金CVD涂層兼顧了兩種性能的提高，即涂層的厚度較大，同時(shí)抗剝落性能也相當(dāng)優(yōu)異。其主要特點(diǎn)是，采用獨(dú)立開發(fā)的特殊表面處理技術(shù)，大幅度降低了涂層中的殘余拉應(yīng)力，使增厚的涂層在提高耐磨性的同時(shí)也具有很好的抗剝落性，既提高了連續(xù)切削所需的耐磨性能，又提高了斷續(xù)切削所需的抗崩刃及抗崩損性能。
　　
　?。?）黑金CVD涂層的加工性能
　　
　　下面介紹用進(jìn)行了黑金CVD涂層處理的GC4525刀片車削鋼件的兩個(gè)加工實(shí)例，第一個(gè)加工實(shí)例是對(duì)刀具耐磨性要求較高的輸入軸（低合金鋼，HB270）外圓連續(xù)切削加工（切削條件：Vc=250m/min,f=0.36mm/r,ap=0.5mm;濕切）；第二個(gè)加工實(shí)例是對(duì)具有大斷續(xù)部分的曲軸（低合金鋼，HB300）端面/外圓的斷續(xù)切削加工（切削條件：Vc=180m/min,f=0.4mm/r,ap=3mm;濕切）。分別與原有涂層材料進(jìn)行對(duì)比的結(jié)果表明，黑金CVD涂層在連續(xù)切削時(shí)提高了刀尖的抗塑變性能，在斷續(xù)切削時(shí)提高了刀尖的抗崩損性能。
　　
　　在屬于斷續(xù)切削的銑削加工中，進(jìn)一步發(fā)揮了黑金CVD涂層材料的優(yōu)勢(shì)。為銑削加工鋼件而開發(fā)的新型涂層材料GC4240的主要適用領(lǐng)域是切除黑皮和不穩(wěn)定的斷續(xù)加工。加工結(jié)果表明，刀具的抗崩損性大幅度提高；為銑削加工灰口鑄鐵而開發(fā)的新型涂層材料GC3220的涂層厚度比原來的涂層有所增加，在保持良好抗崩損性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了鑄鐵的高速高效加工。
　　
　?。?）青銅色多層PVD涂層的特點(diǎn)
　　
　　近年來，低抗力銑刀漸成主流，大前角銑刀的開發(fā)盛行。由于刀片的后角較大，要求銑削刀片材料具有較高韌性。與CVD涂層相比，在鋒利的切削刃上也能進(jìn)行PVD涂層處理，因此抗崩損性能好的PVD涂層適用范圍更廣。青銅色多層PVD涂層就是為銑削加工開發(fā)的涂層材料。
　　
　　一般來說，由于PVD涂層的基體與涂層容易發(fā)生化學(xué)擴(kuò)散，因此其結(jié)合強(qiáng)度比CVD涂層低，涂層易剝落。從涂層中產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力來看，主要是刀尖附近的涂層容易發(fā)生剝落。因此，通過加大涂層厚度來提高耐熱性能相當(dāng)困難。為提高抗剝落性和耐熱性而開發(fā)的青銅色多層PVD涂層的特點(diǎn)是涂層厚度達(dá)到數(shù)微米，采用了包含數(shù)千層高耐熱TiAlN涂層的超多層結(jié)構(gòu)。與TiN、TiCN涂層相比，TiAlN涂層的耐熱性較好，但不易保持其抗剝落性，實(shí)用的涂層厚度為1~2mm.山特維克公司將TiAlN涂層多層化，可有效防止由切削沖擊引起的涂層裂紋的擴(kuò)展，即使涂層厚度增大，也不會(huì)產(chǎn)生由切削沖擊引起的涂層剝落。
　　
　　（5）青銅色多層PVD涂層的加工性能
　　
　　下面用GC1030涂層刀具銑削鋼件的加工實(shí)例說明這種多層涂層的性能。銑削加工難加工粘硬材料模具時(shí)（切削條件：工件材料：DAC3（HRC41）；切削速度：Vc=90m/min,每齒進(jìn)給量：fz=0.15m/齒；齒數(shù)：z=1;軸向加工余量：ap=2mm,徑向加工余量：ac=20mm;順銑，干式切削），與原有的單層PVD-TiAlN涂層材料的加工性能進(jìn)行對(duì)比。與原涂層相比，GC1030涂層顯示出很高的抗剝落性和耐熱性。此外，在比切削鋼件更容易發(fā)生粘刀和涂層剝落的不銹鋼、鈦合金加工中，該涂層也顯示出優(yōu)異的切削性能，是一種適用領(lǐng)域廣泛的萬能涂層材料。
　　
　　2006年秋天推出了鑄鐵銑削用新材料GC1020由最適合鑄鐵加工的硬質(zhì)合金基體和新開發(fā)的涂層組合而成，在可加工性差、切削抗力大的可鍛鑄鐵切削加工以及因涂層剝落導(dǎo)致刀片容易產(chǎn)生熱裂紋的鑄鐵濕式切削加工中，比原有材料發(fā)揮出了更優(yōu)異的切削性能。