钛合金具有很好好的强度、韧性、延展性以及较好抗氧化性与耐腐蚀性。在航空航天、汽车、化工和医疗器械等领域得到广泛应用。如何实现实现钛合金的高速、高效切削加工，刀具是关键。涂层技术在切削刀具中得到越来越广泛的应用，性能优异的涂层可以显著改善刀具表面性能，提高其高温硬度、隔热性能、热稳定性、冲击韧性等，从而大幅提高刀具的切削速度和寿命。

       由于钛合金化学活性高，导热系数低导致了切削过程中切削温度高，化学反应剧烈，刀具快速失效，造成刀具寿命短，加工成本高的问题。刀具磨损的原因包括机械摩擦和切削力和切削温度作用下的物理、化学反应。针对钛合金切削加工的困难性，所选的刀具材料必须满足硬度高、强度高、导热系数大、化学稳定性和红硬性好的要求。目前业内公认的加工钛合金************的金刚石刀具，但因其价格昂贵，因此硬质合金涂层刀具仍占据着钛合金切削加工市场的主要地位。

      传统切削加工理论认为涂层刀具并不能适用于加工钛合金，这是由于传统的涂层大多为二元TiC或三元TiCN涂层，而涂层中的Ti元素极易与工件发生亲和作用而导致刀具快速失效。Ezugwn等采用高速钢基体的CrN和TiCN涂层与未涂层钨钴硬质合金刀具对TC4钛合金进行了切削加工，研究表明CrN涂层刀具的使用寿命要长于TiCN涂层刀具和未涂层硬质合金刀具。同时研究了在同等切削条件下，使用单层TiN涂层和多层的TiN/TiCN/TiN涂层进行Ti6A14V钛合金的切削实验，结果表明多层的涂层刀具切削时产生的温度要低于单层，同时刀具使用寿命也高于单层涂层。

硬质合金涂层刀具的未来发展方向：

    （1）刀具涂层成分多元化。在单涂层中加入新的元素（如加入Zr和V会提高耐涂层磨损性，加入Si会提高涂层硬度并防止化学扩散，加入B会增强涂层韧性，加入Al和Cr会提高涂层抗氧化性等）制备出的多元刀具涂层材料，极大地提高了刀具的综合性能。涂层材料也已从最开始的TiN、TiAlN、TiCN发展到现在的TiSiN、TiSiCN、TiAlSiN、AlCrN、AlCrSiN、TiBN、CrN、ZrN等几十种涂层材料。为了满足切削加工中多样化的需求，新的涂层材料还将具有极大的发展前景。

    （2）切削加工绿色化。当前，我国机械加工中主要采用湿式切削法，即在金属切削加工时，用切削液连续不断的冷却、润滑刀具和工件相接触的部分，但是大量使用切削液会造成环境污染问题，同时由于切削过程中切削液产生的油烟对人体直接造成危害，可能诱发多种疾病。而且从加工成本计算，切削液占总成本的14%~16%，刀具成本只占2%~4%。研究表明如果20%的切削加工采用涂层刀具干式加工，总的制造成本可降低1.6%。此外，采用高速干切削可大幅提高加工效率，提高加工精度，降低表面粗糙度，并且更适合于加工薄壁零件。因此无论从环保角度还是从加工性能以及经济角度考虑，制造能满足干式切削条件的涂层刀具是绿色加工的重要发展目标。

       近几年由于国外制备涂层的工艺和方法在不断成熟与进步，使得刀具涂层成分逐渐趋于多样化，甚至针对每一种工件材料都有一种最合适的涂层材料，而且出现了软涂层、超硬涂层、多层涂层、纳米复合涂层等性能更好的涂层，所以越来越多的涂层刀具已经被应用到钛合金的高速切削工中，并显示了良好的优越性。随着“中国制造2025”的提出，制造业迎来飞速发展，钛合金的应用会越来越多，对质量以及精度要求也会不断提高，如何选择合适的钛合金切削刀具，提高加工效率、降低生产成本，对汽车、航空航天、能源的重要工业部门的发展和制造业整体水平的提高有重要的意义。

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