多年來，國內外涂層刀具的研究主要集中在TiN涂層上，并取得了一定的成效，目前TiC、TiN等單涂層刀具已經大量產業化。為了進一步提高涂層刀具的使用性能，以（Ti，Al）N涂層為代表的多元復合涂層刀具近10年得到了廣泛的應用。目前，多元多層復合涂層刀具的發展在國內尚屬于起步階段，以期獲得更完善的綜合性能。

涂層刀具的出現是刀具發展史上的重大突破，它具有良好的切削性能，而且涂層材料作為化學屏障和熱屏障，減小了月牙洼磨損，耐磨性良好。與未涂層刀具相比，涂層刀具加工精度提高0．5～1級，刀具消耗費用降低20％～50％，耐磨性提高2～10倍，切削速度提高25％～70％，使用壽命延長3～5倍 。

單涂層刀具的切削性能

TiC系涂層刀具

TiC涂層刀具的優越性表現在高的切削速度和優良的抗機械磨損、磨料磨損性能上。用涂層刀具車削中碳鋼時，其后刀面及前刀面磨損速度分別只有未涂層刀具的l／10及1／l00，具有良好的抗月牙洼磨損能力；在耐磨性相同時，其切削鋼的速度可提高50％～l00％，有時可高達2～3倍；銑削45#鋼時，其刀具耐磨性比硬質合金銑刀高3倍，切削效率可提高50％。TiC涂層刀具具有較小的切削力和較低的切削溫度，應用溫度為300℃左右。

但是，TiC涂層脆性大，不耐沖擊。在沉積TiC涂層時，基體與涂層之間生成脆性的中間層η相（Co3 W3C）。這是由于C的不足，WC置換生成W2C，它與WC的粘合劑Co結合生成η相。η相過厚會造成TiC涂層的破碎。實驗證明，η相控制在1～2μm時刀具耐磨性高，涂層不會產生宏觀裂紋或脫落現象。

TiC涂層刀具適合在中速或高速條件下使用。這是由于在高速高溫下搜企網，TiC涂層刀具具有良好的抗擴散和抗氧化性能；而在低速低溫下，刀具磨損以粘結磨損和磨料磨損為主，涂層刀具表面脆性較大，抗拉強度低，而且還常常存在殘余應力，容易產生剝落和崩刃現象，刀具耐磨性甚至還低于未涂層的刀具。

TiN系涂層刀具

TiN涂層月具是第一種產、業化、并在刀具行業得到廣泛應用的硬質涂層刀具。目前國內外的刀具公司都有TiC和TiN涂層牌號的產品。盡管經過30多年的發展，涂層家族已出現了許多新的成員，但至今主流涂層仍是TiN涂層，同時它也是制備其它高性能涂層的基礎。

與TiC涂層刀具相比，TiN涂層刀具具有更低的摩擦系數和切削變形系數，因而切削力也更小。而且它的抗粘結溫度高，切削溫度為500℃左右，抗月牙洼磨損性能好。TiN涂層刀具適用于硬質難加工材料及精密、形狀復雜的軸承等耐磨件，對易粘結在刀具前刃面上的工件，切削效果更明顯。目前發達國家中，TiN涂層刀具的使用率占刀具總數的50％～70％，有些不可重磨的復雜刀具的使用率已超過90％。經TiN涂層后的絲錐耐磨性可提高5～10倍；鉆頭耐磨性提高3～10倍；銑刀耐磨性提高6～10倍。TiN涂層刀具的使用壽命也得到了普遍的延長，涂層后的高速鋼鉆頭壽命延長5～7倍；硬質合金銑刀的壽命延長3～11倍；M3滾刀的壽命提高8倍多。

Al2O3系涂層刀具

Al2O3涂層是氧化物陶瓷涂層，它的刀具切削性能優于TiC和TiN涂層刀具。Al2O3涂層刀具具有更好的化學穩定性和抗高溫氧化能力金屬加工網版權所有，因此具有更好的抗月牙洼磨損和抗刃口熱塑性變形的能力，適用于陶瓷刀具因脆性大而易于崩刃和打刀的場合。在連續切削的條件下，涂層的耐磨性和熱穩定性是影響刀具耐磨性的主要因素。

涂層刀具由于具有高的硬度和優良的抗氧化能力，其切削性能優于TiC涂層刀具；但在斷續切削條件下，由于有沖擊力的作用，涂層的韌性成為影響耐磨性的主要因素。Al2O3涂層刀具的韌性較差，故其耐沖擊性能遠不如TiC和TiN涂層刀具。用Al2O3 涂層的硬質合金刀具加工汽車鑄鐵剎車盤、剎車鼓和軸承蓋時，其耐磨性比TiC涂層刀具高2～4倍，比普通的硬質合金刀具高6～8倍。