一、在各种被加工材料中，不锈钢、高锰钢、淬硬钢、复合材料和耐磨铸铁等材料加工难度很高，但随着工业的开展，这些材料的用量不断添加。同时，今后跟着各行各业对用材要求的不断前进，更多的新材料会出现，如在航天工业范畴，钛合金、镍基合金以及超耐热合金、陶瓷等难加工材料，每一种新型材料都对切削加工提出了新的挑战。

覆膜刀具的呈现是刀具材料开展中的一次革新，选用镀膜技能可有用前进切削刀具使用寿命，使刀具取得出色的全体机械功能，从而大幅度前进机械加工功率。因而，工业先进国家使用的覆膜刀具在切削刀具中占的份额越来越大，约达70%～80%的比重。所示为刀具镀膜的开展进程，从初代的单一膜层逐渐开展到多元多层膜层，以满意不同材料及切削环境的切削加工。

二、技能开展意向

(一)薄膜的多元化及服务的客制化

进入21世纪的PVD技能与1990年代比较，已发生了极大变化，从单一的TiN、TiCN、TiAlN开展到现在的数十种镀膜型态，针对不同的切削加工应用条件，可对薄膜成分、结构进行选择，透过适当的制备技能，以获取令人满意的切削作用。例如在齿轮加工中，除了对 覆膜刀具的使用寿命有严格要求外，如何确保齿轮的精度及表面质量相同至关重要，因而现在遍及选用的是复合膜层，即硬涂层+软涂层，当然对于不同的镀膜厂商而言，达到此意图的制程方法不尽相同；而在高速铣削加工中，往往只选用硬质涂层。

(二)高速及干式切削之镀膜技能的开发

在高速加工或干式切削过程中，温度成为影响刀具使用寿命的主要原因，因而前进薄膜的高温功能、确保覆膜刀具的红硬性成为近几年PVD技能的开发要点。欲改进氮铝钛膜层，前进薄膜中Al的含量是有用方法之一，因而呈现了所谓的AlTiN镀层(Al含量大于50%)，应该说跟着Al含量的添加(在必定范围内)，薄膜的全体效能有所提升，但仍有一些关键技能有待处理：比如说，如何在生产过程中完成这种镀膜，尤其当Al含量超越65%时，在这种膜层中如何操控AlN的晶体结构等。从最新的开展来看，各镀膜业者已透过其他的薄膜技能处理了高速、高温切削加工问题。

(三)膜层安排结构之改进

现在在PVD市场中，阴极电弧离子镀技能仍占主导地位，但与先前不同，无论哪一个选用阴极电弧离子镀技能的公司，都试图透过硬件的开发及制程的调整来改进膜层的安排结构，避免“液滴”和柱状晶的发生。尤其是跟着奈米概念的呈现，致使阴极电弧薄膜涂层安排取得底子的改进，选用该技能得到的膜层表面粗糙度Ra值已小于0.15μm，因而使得阴极电弧涂层的全体效能得以前进，并为市场所承受。

(四)PVD镀膜范畴的新概念

众所周知，与PVD技能相对应的是CVD技能，该项技能结合强度高、膜层厚，而且可以涂镀α-Al2O3膜层，因而更适合于中型、重型切削的高速、干式粗加工及半精加工范畴。如何利用PVD技能，开发出Al2O3镀膜技能，完成厚膜镀层，将PVD涂层技能扩展到粗加工及半精加工范畴，这一直是该职业亟待处理的难题。

(五)具有里程碑含义的奈米镀膜技能

随着纳米技术的开展及涂镀技能的前进，应用在刀具的纳米镀膜材料亦引起广大研讨者的关注。纳米镀膜主要有两种：纳米多层结构及奈米复合结构，刀具中最为常见的应用是纳米多层结构镀膜，一般是由晶格常数相近的各单层硬质膜材料交叠组成，或许得到与组成此一多层结构的各单层膜层的效能差异明显的全新镀膜。这是一种人为可控的一维周期结构，交替堆积单层涂层不超越5～15nm。

三、结语

单一的表面镀膜处理越来越难以满意高速、精细及超精细切削等先进切削加工技能对高功能刀具的要求，从技能面来说，刀具表面pvd镀膜处理采行复合表面处理技能，可完成成分、结构的梯度过渡区域，取得功能更好的膜层安排，更高界面结合强度。因而膜层成分将趋于多元化、复合化；为满意不同的切削加工要求，涂层成分将更为复杂、更具特定功能性；在复合镀膜中，各单一成分膜层的厚度将越来越薄，并逐步趋于纳米化；另一方面，镀膜制程温度将越来越低。

PVD镀膜技能通过30多年的开展，已成为工具制造业的一项关键技能，现在正处在蓬勃开展期。跟着材料科学技能的开展，镀膜技能也由单层薄膜开展到多层、渐层、纳米及纳米复合结构薄膜，若于此基础上，进一步削减操作过程，降低成本，扩展多种多层镀膜在不同刀具上的应用，必将取得更大的技能经济效益。