模具、刀具涂层的作用：

1.加耐磨性；

2.提高抗氧化性能；

3.减小摩擦；

4.提高抗金属疲劳性能；

5.增加抗热冲击性。

当按照设计要求正确使用恰当的刀具涂层时，最终用户就能达到提高切削参数、延长刀具寿命的目的，并有可能实现干式切削加工。

涂层方法

有两种主要的刀具涂层方法：CVD（化学气相沉积）法和PVD（物理气相沉积）法。每种方法都有自身的优势和劣势。

CVD涂层是最早出现、也是最常见的涂层方法，已经沿用多年。CVD法是在一个化学反应容器内加热基体，并将基体暴露于气流之中。这些气体在被加热的基体表面分解，形成一层涂层。一般而言，CVD涂层需要的温度约为1，000℃左右。

一种常见的CVD涂层是采用三种气体——四氯化钛（TiCl4）、氢气（H2）和氮气（N2）——来产生氮化钛（TiN）+氯化氢（HCl）。HCl是该工艺的二次产物，必须按照严格的环保法规进行处理。

CVD法的优势包括极佳的涂层粘附性，以及涂层分布的均匀性。CVD法的缺点是：涂层时的高温会对基体产生不利影响，适用的涂层材料不多（因为涂层材料是以气态形式提供的），以及工艺循环时间长。

PVD涂层是一种相对较新的刀具涂层方法，在刀具行业正变得日益流行。PVD法是在真空环境中，将涂层材料从材料源（靶材）经过传送空间转移到基体上。该方法采用加热或电源供能的方式，将涂层材料气化，然后使气化的材料附着在基体上。

PVD法的优势是适用的涂层材料范围较广，工艺温度相对较低（450℃左右），允许对锋利的切削刃进行涂层。该方法的缺点是：内表面涂层比较困难（涂层时，要求从涂层材料到基体必须处在一条直线上），对基体表面要求较高。

主要的涂层工艺

PVD法有两种主要的工艺，可用于在不同的基体上进行涂层：一种是电弧法（电弧放电）；另一种是溅射法（阴极溅射）。这两种方法都有一个额外的优点：涂层炉比较容易建造。

电弧法是通过电源的放电（很像是一道闪电）击中涂层材料，并将这种材料由固体转换为液体，再转换为气体状态。该工艺的优点是沉积率高（相对于溅射法而言）。但是，由于涂层材料处于三种形态（固态、液态和气态），因此有可能会产生一些液滴（微小的液体颗粒）。这些液滴不会转换为气态。

溅射法是采用一个加热源，将固体涂层材料直接转换为气体状态。由于涂层材料跳过了液化阶段，因此不会产生液滴。但是，由于该工艺沉积率较低（相对于电弧法），因此生产周期较长。

硬质材料涂层

大部分硬质材料（涂层也是一种硬质材料）都是由一种金属和一种非金属构成。例如，一些常见的硬质涂层包括氮化钛（TiN）、氮碳化钛（TiCN）、氮铝钛（TiAlN）、氮钛铝（AlTiN）和氮铬铝（AlCrN）。元素周期表显示了有可能成为候选涂层材料的金属和非金属元素。

在涂层过程中，体积较小的非金属元素——涂覆TiN时为氮（N）——嵌入到金属钛（Ti）的晶格空缺中。当沉积TiCN时，则由碳（C）部分取代了一些氮（N）。按照同样的原理，也可以确定沉积其他涂层所需要的金属和非金属元素。

这是PVD工艺的优势之一。由于金属材料在PVD涂层炉中为固态（而CVD工艺则需要引入气态金属），因此，几乎任何金属都可以用于PVD涂层。当然，并不是所有金属都对改善刀具性能有益，但它们都能用于涂层。