刀具開發(fā)商可以通過控制刀具涂層的厚度、純度、結(jié)構(gòu)完整性、光滑度和化學(xué)成分等變量來設(shè)計刀具和提高刀具的加工性能。
Seco刀具公司的車刀產(chǎn)品部經(jīng)理Don Graham先生說：“現(xiàn)在的刀具出現(xiàn)了新的變化，其晶體方向的排列對刀具產(chǎn)生了重大影響。刀具上的某些涂層具有各向異性的特點。這與木材的紋理特性一樣，在不同的程度上取決于所施加的力度，看其是否沿著材料晶粒的同方向或反方向，刀具涂層材料的顯微晶體會因為沿著不同的方向而顯示出不同的特性。 Seco刀具公司開發(fā)了一種新的工藝，采用這種新工藝來控制晶粒的排列方向。”
該公司開發(fā)了一種新的“Duratomic”刀具涂層。他們單獨對氧化鋁晶體進行控制。在某種意義上來講，是以原子級的水平控制該材料，從而生產(chǎn)了一種刀具涂料，帶有這種涂層的刀具可加工范圍很廣的黑色金屬材料，其加工效果要比該公司以前使用的任何氧化鋁涂料都好。以前涂層的最高硬度只能達到27GPa，但新的涂層達到了30GPa，這僅僅是因為利用了晶體固有的排列方向，從而使其達到了最高硬度。該公司生產(chǎn)的TP2500級鑲刀片，在其基質(zhì)材料上使用了這種涂層，因此這種刀具同樣具有很廣的應(yīng)用范圍。其結(jié)果是這種刀具可以加工鑄鐵和各種鋼材，包括不銹鋼，并且延長了刀具的使用壽命，從而使加工車間能夠發(fā)揮更大的潛力，加工各種材料，并減少了加工車間所需的鑲刀片庫存數(shù)量。
Graham先生說：“刀具使用壽命的提高并不只是由于刀具的硬度增加。根據(jù)切削試驗證明，這種涂層也使刀具的韌性明顯地提高。這種新的涂層允許刀具在更冷的條件下切削加工，這種效果是我們未曾預(yù)見到的�！�
圖 從這張電子顯微鏡金相圖中可以看到氧化鋁涂層（上面一層）的高水平晶體平行分布情況。其晶體按照其最高硬度的方向排列。與這個圖形的少量分離也許對增加涂層的韌性，也會產(chǎn)生實質(zhì)性的作用，使其不易發(fā)生斷裂現(xiàn)象
當(dāng)這種新的涂層代替了以前的氧化鋁涂層時，如果同樣對4140鋼進行切削加工，過去的操作溫度為915攝氏度，現(xiàn)在只有880攝氏度。這兩個溫度看起來似乎都不低，然而Graham先生指出：“刀具的耐磨特性取決于溫度的變化，特別是在這個范圍內(nèi)，溫度的變化對刀具的耐磨特性有很大的影響。削減35攝氏度的溫度，可使刀具的耐磨特性大大提高，從而進一步延長了刀具的使用壽命。”
“目前對這個冷卻效果的機理還不太明白�？刂凭w的排列方向并不一定能夠提高表面的平滑度，但這種變化無論如何會使其生產(chǎn)的刀具在切削時感覺到表面更加光滑�！�
