雖然日本生產的塗層刀具進入國際市場較晚，但由於不斷投入先進技術，使其在世界塗層刀具領域已步入技術領先的地位。日本各工具製造廠正夜以繼日地研發新技術並投入塗層刀具生產中。本文以三菱材料公司開發並運用於產品中的新技術為例，介紹塗層刀具技術的發展狀況。
1從市場需求看塗層刀具的技術發展前景
從提高產品精度和質量、降低環境污染的角度出發，日本國內的機械製造業在生產現場展開了一場轟轟烈烈的生產技術和加工技術革新。
但在加工技術的革新過程中，塗層刀具的某些性能事實上並沒有完全達到用戶的要求，影響刀具壽命的切屑粘結現象就是其中之一。就是說，雖然塗層刀具在耐磨性能和耐崩刃性能上取得了飛躍發展，但在如何克服切屑粘結現象以提高性能方面還不夠先進。這種切屑粘結現象造成的損害在以不鏽鋼、球墨鑄鐵為代表的難切削材料的加工中時有發生。因為它屬於非正常磨損，且難以預料，所以刀具壽命的變化幅度較大。由於存在這種不穩定因素，通常在加工時不得不把可加工工件數指標設定得較低，這在一定程度上影響了加工成本的降低。
因此，通過提高刀具切削刃的表面光滑性，防止刀具與被切削材料產生粘結現象，從而獲得加工性能改善的切削刀片就顯得尤為重要。雖然這些表面光滑技術都是以最大限度地發揮塗層材料本身的耐磨耗性能，從而提高加工穩定性為目的，但各個公司採用的策略和方法卻各有不同，有的是採用機械方法，有的則是通過改善塗層組織來獲得表面光滑的切削刃。
2表面光滑技術所適用的產品
在CVD塗層刀片常用的加工速度範圍內，由於切削刃要承受500℃以上的高溫，因此多數基體材料上都塗覆了熱穩定性能優良的A12O3膜。A12O3塗層屬於結晶性陶瓷，如果為了提高耐磨性而塗得太厚，鍍膜表面的凹凸度也會隨之增加，表面粗糙度加大。在切削過程中，被切削材料容易粘結在刀具表面，且在斷續切削時難以有效地分散加工衝擊力，從而容易導致積屑瘤、崩刃等異常損傷的發生。
三菱材料公司很早就開始進行利用塗層刀具表面光滑技術來提高刀具切削性能的研發工作，並實施了多項研發成果。作為第一項應用於產品的表面光滑技術，在用於高速車削不鏽鋼的刀片牌號US7020上，經CVD塗層后實施了機械處理的表面光滑技術。在強韌的硬質合金基體材料上塗覆了以柱狀晶TiCN膜和微粒光滑的A12O3膜為主體的多層硬質膜后，該塗層刀具在不鏽鋼的切削加工中顯示出優良的切削性能，再加上採用了如前所述的表面光滑技術，有效抑制了被切削材料對切削刃的粘結現象。對於不鏽鋼加工而言，即使在V＝200m/min的高速切削的條件下，也能保證穩定的刀具壽命。
另外，在用於車削鋼材的代表性刀片牌號UE6010和UE6020上也可採用表面光滑技術。適用於上述材質的表面光滑技術稱為「光滑塗層技術」，是採用特殊的CVD技術，通過控制塗層生長來獲得光滑的塗層表面。它是一種非機械處理方式，可在不損傷塗層的情況下實現塗層表面的光滑性。
3最佳的「全黑超級光滑塗層」技術
在車削加工鑄鐵用的最新刀片牌號UC5105和UC5115上，運用了獨特的化學處理表面光滑技術與機械光滑技術有機結合的複合表面處理技術——「全黑超級光滑塗層」。這項技術的運用可使塗層表面的光滑性達到極致。
除了表面光滑技術以外，另一種全新的塗層材料高耐磨技術也適用於上述牌號。對於切削刀具而言，球墨鑄鐵屬於特別難切削的材料之一。但由於應用了UC5105、UC5115牌號，使刀具的異常損傷大幅度減少，解決了球墨鑄鐵加工難題。另外，以高硬度硬質合金為基體材料的UC5105牌號的應用，使傳統的塗層刀具難以完成、屬於陶瓷刀具切削領域的鑄鐵高速加工成為可能。
本文以三菱材料公司產品為例，介紹了塗層技術開發中表面光滑技術的應用。今後，仍將繼續對市場需求進行深入調查，以及時開發出適應市場需求的塗層技術，滿足市場對塗層刀具產品的需求
