一、前言

19世纪70年代，用于研究的简单涂层设备开始出现。到20世纪70年代商品化的涂层设备供应于世。20世纪80年代涂层技术进入工业化大生产。21世纪初，涂层技术成为世人瞩目的新技术。涂层技术是应市场需求发展起来的一种表面处理技术。由于这项技术可使工、模具表面获得优良的综合机械性能，从而大幅度提高机械加工效率及延长工、模具使用寿命，因此它已成为满足现代机械加工高效率、高精度、高可靠性要求的关键技术之一；而且其应用领域正在迅速扩展。涂层发展正面临前所未有的机遇……。

二、涂层技术的应用

20世纪80年代，国内工业界就已经认识到涂层在刀具方面应用的重要性。。多家工具厂从美国及瑞士引进了涂层设备。这段时期的引进技术对于我国的涂层技术发展起到极大的鼓舞与促进作用。

当时用于刀具方面的涂层还多限于TiN，品种单一，无针对性。但在这种状况下，我们还是看到了涂层的种种优势：

1．氮化钛(TiN)涂层在齿轮刀具方面的应用

随着加工技术的飞速发展以及各种材料的不断出现。21世纪初，国内刀具企业为了提高刀具产品水平，以适应高速发展的制造业需要，又引进了多台当今较为先进的复合多元涂层设备。与此同时，国内外较有战略眼光的涂层公司以及涂层设备制造商也把业务范围扩大到我国大陆。在涂层的应用方面，已经摆脱了传统意义上仅限于刀具的理念。其应用范围扩大到精密冲压模具、航天航空部件、普通机械零件以及电子配件插件。

同时，涂层技术受到真空、电子、自动化控制等多方面科技发展的带动，在原有涂层品种基础上不断推出更高性能的替代涂层，并且有新的高性能涂层不断面世。如TiAlCN、AlCrN、TiSiN、Si₃N₄+AlCrN等高效复合纳米涂层的出现，极大地提高了工、模具的使用寿命与加工效率，得到了广泛应用，并受到极大关注。

同样我们再来比较一下涂层在齿轮刀具方面的应用状况，见图1及图2所示。

通过2组数据的简单对比，我们可以看出涂层技术的高速发展，给制造业发展提供了一种简洁高效的工艺手段，使用这种手段，不仅可以大幅度降低制造成本，而且可以大大节约能源、减少环保投入、有利于实现可持续发展的长远目标。

2．涂层技术在其他刀具方面的应用

以下为若干种涂层在不同刀具、不同加工环境下的性能差异体现，见图3～图5所示。

3．涂层技术在模具及机械零件方面的应用

注塑模具涂层
通过涂层，可以使模具更加耐磨损，并且提高模具的脱模性，从而达到延长模具使用寿命，提高产品质量的目的。如西门子公司在其电话机模具(见图6所示)上使用涂层后，模具由以前每次修模寿命20～30万件，延长到100～115万件。由于减少了修模次数，每件产品注入的材料也有所下降，成本方面得到控制。因使用涂层后，产品表面的光泽度也得到提高，皮纹面更加细腻，外观质量提高，增强了产品的竞争力，从而创造了可观的效益。

冲压模具涂层
冲压模具使用寿命与冲压件质量的问题一直在困扰着加工厂商。涂层的出现及其在高精冲压模具上的成功应用，使得一些长期从事冷冲压加工的技术人员产生了浓厚的兴趣。如今不仅在高精加工中使用涂层模具，就连在普通的螺丝加工中也大批量使用涂层模具(见图7所示)。使用涂层模具后，单件模具由以前仅4h加工寿命，提高到8h以上；且大大减少校模时间，减轻了工作量，提高了生产效率，打出的螺钉表面粗糙度也较之以前有很大的改观。

机械零件涂层
随着航空、机械行业的发展，对于传动及装配件都提出了更高的要求。这里介绍两种应用于机械零件的典型涂层工艺：二硫化钼(MoS₂)、DLC(见图8及图9所示。此类涂层应用于载荷大，摩擦或磨损比较大的需要部分润滑的系统部分。通过涂层处理，可以使零件寿命延长10倍左右，并且不易出现咬死现象。

三、结束语

在涂层技术逐渐走向普及的趋势下，将继续向高性能纳米级涂层技术过渡。随着材料科学的发展，新型材料日新月异不断面世，对加工工具也不断提出新的课题，为了满足切削及其他加工方式的需要，涂层技术的发展也必将紧跟发展潮流，推陈出新。如目前正处于推广阶段的金刚石涂层刀具与CBN涂层刀具，就是应高硅铝合金、钛合金以及其他软材料而研发的新涂层品种。涂层技术的应用领域也将日益扩大，在制造业中必将显示更加重要地位。

本文关键字：技术制造业机床，应用领域 - 机床