刀具磨損**
在切削過程中，一些磨損機理發生在刀具與工件材料的接觸區。例如，切屑與切削表面之間的粘結磨損、工件材料中的硬質點對刀具的磨料磨損，以及摩擦化學反應(由機械作用和高溫引起的材料化學反應)引起的磨損。由於這些摩擦應力會減小刀具的切削力和縮短刀具的使用壽命，因此它們主要影響刀具的加工效率。
表面塗層可以減小摩擦力的影響，同時，刀具基體材料可對塗層起到支撐作用，並吸收機械應力。摩擦系統效能的改善除了可以提高生產率以外，還能節省材料和降低能源消耗。
塗層對降低加工成本的作用
在生產週期中，刀具的使用壽命是乙個重要的成本因素。除了其他含義以外，可將刀具壽命理解為工具機在需要維護之前能夠不間斷加工的時長。刀具壽命越長，因生產中斷而產生的成本就越低，工具機的維護工作也越少。即使在切削溫度很高的情況下，使用塗層也可以延長刀具的使用壽命，從而大大降低加工成本。此外，刀具塗層還可以減少對潤滑液的需求。這不但可以降低物料成本，而且還有助於保護環境。
塗層前和塗層後處理對生產率的影響
在現代切削加工中，刀具要承受高壓(＞2gpa)、高溫和不斷迴圈的熱應力。在刀具塗層之前和塗層以後，必須對其進行相應的工藝處理。
在刀具塗層之前，可採用各種預處理方法使刀具為隨後的塗層工藝做好準備，同時顯著提高塗層的附著力。通過與塗層的共同作用，對刀具切削刃的製備也能提高切削速度和進給率，並延長刀具的使用壽命。
塗層後處理(刃口製備、表面處理和結構化處理)對刀具的優化也起著決定性作用，尤其可以防止通過形成積屑瘤(工件材料粘結到刀具切削刃上)而可能造成的早期磨損。
塗層考慮因素與選擇
對塗層效能的要求可能迥然不同。在切削時刃口溫度很高的加工條件下，塗層的耐熱磨損效能就變得極其重要。人們期望，現代塗層還應具有以下特性：優異的高溫效能、抗氧化效能、高硬度(即使在高溫條件下)，以及通過奈米結構層設計而具有的微觀韌性(塑性)。
對高效刀具而言，優化的塗層粘附性和合理分布的殘餘應力是兩個決定性因素。首先，需要考慮基體材料與塗層材料的相互作用。其次，塗層材料與被加工材料之間應具有盡可能小的親和性。通過採用適當的刀具幾何形狀和對塗層進行拋光的方式，可以顯著降低塗層與工件發生粘結的可能性。
鋁基塗層(如altin)是切削加工行業常用的刀具塗層。在切削高溫作用下，這些鋁基塗層可以形成薄而緻密的氧化鋁層，而氧化鋁層在加工中可以不斷自我更新，並保護塗層和其下的基體材料不被氧化侵蝕。
通過改變鋁含量和塗層結構，可以調整塗層的硬度和抗氧化效能。例如，通過增加鋁含量，採用奈米結構或微合金化(即與低含量元素合金化)，就可以改善塗層的抗氧化效能。
除了塗層材料的化學成分以外，塗層結構的變化也會顯著改變塗層的效能。不同的刀具效能取決於塗層微觀結構中各種元素的分布狀況。
如今，可將幾種具有不同化學成分的單一塗層組合成復合塗層，以獲得所需的效能。這種趨勢今後還將不斷發展——尤其是通過新的塗層系統與塗層工藝，如將三種高離子化塗層工藝組合到一起的hi3(high ionization triple)電弧蒸發與濺射混合塗層技術。
作為一種全能型塗層，鈦矽基(tisi)塗層可以提供優異的加工效能。此類塗層既可用於加工具有不同碳化物含量的高硬度鋼(芯部硬度高達hrc65)，也能用於加工中等硬度鋼(芯部硬度hrc40)。為了適應不同的加工用途，可對塗層結構的設計進行相應調整。因此，鈦矽基塗層刀具可用於切削加工從高合金鋼、低合金鋼到淬硬鋼和鈦合金的各種工件材料。在平面工件(硬度為hrc44)上進行的高光潔度切削試驗表明，塗層刀具可使刀具壽命提高近兩倍，加工表面粗糙度減小10倍左右。
鈦矽基塗層可最大限度地減少後續的表面拋光處理。此類塗層將有望應用於切削速度高、刃口溫度高、金屬去除率高的加工中。
對於其他一些pvd塗層(尤其是微合金化塗層),塗層公司也與加工企業密切合作，研究開發各種優化的表面處理方案。因此，在加工效率、刀具使用、加工質量，以及材料、塗層與加工之間的相互作用等方面，都可能獲得很大的改善，並得到實際應用。通過與專業塗層夥伴合作，使用者就可以在刀具的整個生命週期中提高其使用效率。
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