涂层分为单涂层、双涂层、三涂层及多涂层。

1.单涂层硬质合金刀具切削性能

    (1)TiC涂层刀具TiC涂层刀具有较低的摩擦系数和摩擦力，较小的切削力和较低的切削温度，刀具磨损降低，耐用度增加。

    用TiC涂层刀具加工38CrNi3MoVA高强度钢，切削用量为：ap=2.0mm，ƒ=0.08mm/r。刀片几何参数为：γ=-3º,ao=8º，kr=90º，λ8º=0º，在不同切削速度下，摩擦系数(μ)如图2-1所示。不同切削速度与切削变形系数的关系如图2-2所示。
    TiC涂层刀具具有较高的刀具耐用度，与未涂层刀具相比，耐用度平均可提高1～3倍，高的可达5～10倍。TiC涂层刀具不适合在低速下使用，在uc<70m/min条件下，其耐用度很低，切削黏结刀具刀片表层脆性较大，抗拉强度低，而且常存在残余拉应力。TiC适宜于中速及高速切削条件下使用。

    (2)TiN涂层刀具  TiN涂层刀具抗黏结温度高，摩擦系数小，刀具耐用度较未涂层刀具可提高1～3倍，高的可达10倍。

    用PVD法在YTl4硬质合金基体上涂覆TiN涂层，涂层与基体结合良好，刀片硬度达3500～5000HV，抗弯强度为1300MPa，加工CrwMn、60SiMn2A等合金钢及铸铁时，刀具耐用度提高2～6倍，切削速度明显提高，可达250m/min，粗糙度值可降低1～2级。TiN涂层刀片的摩擦系数比TiC涂层刀片更小，切削力小，切削变形系数更低。

    (3)Al2O3涂层刀具  Al2O3涂层硬质合金刀具具有陶瓷刀具的耐磨性及硬质合金的强度，适用于陶瓷刀具加工的所有工序中，又能用于陶瓷刀具易于崩刃和打刀的加工场合，可进行半精加工与精加工。用Al2O3涂层刀具加工汽车铸铁刹车盘和刹车鼓等零件时，其耐用度比TiC涂层刀片、陶瓷刀具高2～4倍。在加工铸铁时用AlzO。涂层优于TiC涂层。在中低速加工钢件时，vc<150～180m/min条件下，TiC涂层刀具较Al2O3涂层刀具切削性能好，在高速切削钢件时，Al2O3涂层刀具的切削性能优于TiC涂层刀具。

    (4)碳氮化物[Ti(C，N)]固溶体涂层刀具

    ①Ti(C，N)固溶体涂层  它具有良好的切削性能。与TiC相比，刀具耐用度比TiC高1.5倍。Ti(C，N)涂层硬质合金中C/N比例对磨损特性有一定影响。TiN成分增加，月牙洼磨损减少，后刀面磨损增加；TiC成分增加，后刀面磨损减少，月牙洼磨损增加。美国、英国生产这类涂层刀片较多。英国工具合金有限公司生产的牌号为TMl5、TM25、TM35，都是在特殊的基体上涂覆10～12μm的Ti(C，N)涂层，使用范围相当于ISO标准的P05～P20/M10～M20/K05～K20、P10～P30/M10～M20/K10～K30、P20～P40/M20～M30/K20～K40，具有宽广的使用领域。美国生产这类涂层硬质合金牌号众多，有AG5、536、550、CA9443、GA5、KC210、633、663、715、722、GCl20、GC225等。

    ②Ti(B，N)固溶体涂层  采用CVD法在硬质合金基体上进行Ti-B-N三元涂层时，一部分硼(B)元素以B原子形式掺人TiN晶体中，形成具有立方结构的Ti(B，N)固溶体，可提高涂层硬度。其显微硬度随B/(B+N)的增加成直线上升。

    碳氮化物涂层还有Zr(C，N)与HI(C，N)涂层。原料用锆和铪的氯化物蒸气与氢气，涂层温度为1000～1170℃。这种涂层刀片具有较高的强度和耐磨性，适合高速切削条件下使用。


2.双涂层硬质合金刀具

    双涂层硬质合金有TiC-TiN、TiC-Al2O3、TiN-Al2O3、TaC-TiC、Al2O3-Ti203、TiN-CBN、Al2O3-CBN、TiC-Ti(C，N)等涂层。

    (1)TiC-TiN涂层TiC-TiN涂层是使用最多的一种双涂层，接近刀具基体的涂层是TiC，涂层厚5μm。刀片表层是TiN涂层，中间过渡层为Ti(C，N)固溶体，这种组合涂层可使涂层厚度均匀，而且涂层厚度增至lo“m，组合涂层残余应力小，与基体黏结牢固，摩擦系数小，有较高的抗裂纹扩散能力。切削性能比TiC或TiN涂层刀具都好。耐用度比未涂层刀具高得多。

    日本东芝公司生产的TiC-TiN组合涂层刀片T525兼有韧性与硬度，抗黏结性能与抗剥落性能均得到改善。用这种刀片加工铸铁或钢材，均可以从低速到高速进行大进给量的切削。车削40CrNiMo合金钢时，与PIO硬质合金和TiC涂层刀片相比，在uc=80～200m/min条件下，刀具耐用度提高2倍左右。

    (2)TiC-Al2O3和TiN-Al2O3组合涂层  在基体上先沉积一层TiC或TiN，再沉积A1zos涂层，可改善Al2O3的涂层附着力。TiC—Al2O3涂层刀具抗后刀面磨损能力、抗月牙洼磨损性能较好。在高速切削时，Al2O3具有高的抗氧化能力和耐磨性，在低速切削时，TiC又具有高的耐磨性。加工20MnTiB钢，使用YTl4+(TiC—TiN)，在切削速度vc=282m/min，ƒ=0.3mm/r，ap=0.5mm的切削条件下，用YTl4加工25件，而用YTl4+(TiC-TiN)涂层刀片可加工240件。瑞典山德维克公司生产的涂层刀片GCOl5就是TiC-Al2O3组合涂层，先在硬质合金基体上沉积一层TiC(晶粒为4～5μm)，再涂覆一层Al2O3(晶粒为1μm)，涂层总厚度为7μm，用GC015加工球墨铸铁、锰钢和合金钢都有良好效果，GC015相当于ISo标准的P05～P35/K05～K20。

    株洲硬质合金厂生产牌号为CAl5、CA25的硬质合金刀片，都是TiC-Al203涂层。CAl5是在耐磨性良好的硬质合金基体上进行涂覆，在高速切削条件下，具有很高的耐磨性，适用于各种铸铁、有色金属、非金属材料的连续精加工和半精加工，也适合加工不锈钢、淬硬钢、高温合金的半精加工与精加工。CA25是在耐磨性和韧性适中的基体上进行涂覆，其耐磨性及韧性的综合性能好，适宜于加工铸铁、淬硬钢、不锈钢、高温合金、钛合金进行切削加工。

    TiC-Al2O3涂层刀片加工铸铁可获得良好效果，加工铸铁时，TiC-AL2O3。涂层使用量可达80%～90%，加工钢时，使用TiC—TiN涂层刀片占涂层刀片的80%，而TiC-Al203则占20%。

    (3)Al203-Ti2O3 涂层  在Al2O3涂层母体中加入4%～5%的Ti2O3，就形成Al2O3-Ti2O3涂层。Ti2O3的加入增加了Al2O3的硬度，又提供了固态润滑性能，硬度增加到努氏硬度2400～2500。

    用Al2O3-Ti2O3涂层刀片加工铸铁前泵支柱(260HB)，车削外圆vc=276m/min，ap=1.77～2mm，ƒ=0.43～0.5mm/r，Ti203的浓度为4%，涂层厚度为0.1μm，刀片每个角可加工100～109个。用4%～5%浓度的Ti2O3。，涂层厚度为5.6μm的Al2O3-Ti203涂层刀片，镗削铸铁离合器汽缸，在可vc=228～248m/min，ap=1.77～2.28mm，ƒ=0.32～0.45mm/r，Al2O3-Ti203刀片，每个角平均可加工340～362件。

    (4)TiN—CBN及Alzo。一CBN涂层  在硬质合金基体上，先涂覆一层TiN，再沉积1μm的CBN，这种CBN是由硼的衍生物(B5N5H6)等离子中引出的离子柬层，不是纯CBN，是含有CBN微晶的非晶氮化物，可提高刀片硬度。

3.三涂层硬质合金刀具

    三涂层的组合方式很多，有TiC-Ti(C，N)-TiN、TiC-Ti(C，N)-A1203、TiC-TiN-A1203、TiC-Al203-TiN、TaC-TiC-TiN、TiN-TiC-TiN、Ti(C，N)-TiC-Ti(C，N)TiC等。

    (1)TiC-Ti(C，N)-TIN组合涂层  这是用得较多的一种三涂层，其优点与TiC-TiN组合相同。株洲硬质合金厂生产的五个牌号的TiC-Ti(C，N)-TiN涂层硬质合金，CNl5、CN25、CN35和CNl6、CN26，前三个牌号主要用于加工钢类零件，后两个牌号主要用于加工铸铁和有色金属。

    (2)TiC-Ti(C，N)-Ti2O3组合涂层  瑞典赛可工具公司生产的T15M、TPl5、TXl0均属于这种涂层刀片牌号。T15M、TPl5的涂层厚度为7μm，使用范围相当于ISO的K05～K15、P05～P30、M05～M25、K05～K25。TXl0的涂层厚度为6μm，使用范围相当于ISO的M05～M15、K05～K15。

    (3)TiC-A12O3-TiN 组合涂层  瑞典山德维克生产的涂层刀片GC415属于这种组合涂层。它是在硬质合金基体上先涂覆4.5μm厚的TiC层，以保证涂层与基体黏结牢固，之后涂覆3μm厚的A12O3层，以求较高的硬度及高温下的化学稳定性和绝热性，最后，涂覆10μm厚的TiN，使刀具具有较低的摩擦系数，防止粘刀和避免积屑瘤的产生。用GC415涂层刀具车削35CrMo钢出圈端面，vc=500m/min，ƒ=0.4mm/r，ap=1～1.5mm，GC刀片的耐用度较GC015刀片提高60%。GC415的使用范围相当于ISO的P05～P30、K05～K20，加工低合金钢时，切削速vc=180～280m/min，加工铸铁时，vc=150～300m/min。

     4.多涂层硬质合金刀具

    多于三涂层的称为多涂层。这类涂层品种繁多，如TiC—Ti(C，N)-TiN-A12O3、TaC-TiC-A1203-TiN、TiC-Ti(C，N)-TiN-TiC-A1203、TiC-Ti(C，N)-TiN-多层陶瓷等。最多的涂层有13层。美国牌号680的刀片是TaC-TiC-A12O3-TiN的组合涂层，涂层厚度为10μm，其应用范围相当于ISO的P01～P30、M10～M25、K0l～K20。

    德国Widalon三层的TK15有13层极薄的涂层。在多涂层中有些涂层非常薄(小于0.05μm)，形成非晶体，它提高了TKl5的韧性，其应力较厚涂层小得多。TKl5用CVD法在M15基体上涂覆总厚度为8μm的涂层，最外层是耐热的Al(O，N)。AI(O，N)可使刀片获得锋利的刃口，可用于精加工和一般涂层刀片尚不能加工的领域。TK15使用范围相当于ISO的P05～P25、MIO～M20、K05～K20，主要用于车削结构钢、渗碳钢、调质钢和铸铁，切削速度可达300～500m/min。