1 高速钢钻头和丝锥表面的Co离子注入
图1 注Co离子与未注Co离子的丝锥切削齿磨损过程
攻丝过程中，注入Co离子与未注入Co离子的丝锥切削齿后面上的磨损过程如图1所示，当总攻丝长度为4m时，注入Co离子的丝锥切削齿后面上磨损量为0.15mm，未注入Co离子的磨损量为0.4mm，因此注入Co离子其丝锥的切削寿命较未注入Co离子的提高1.5~ 2倍。
(a)注Co离子丝锥 (b)未注Co离子丝锥
图2 丝锥刀齿后面上磨损形态
2 多元多层超硬涂层丝锥
- TiCN+TiN：硬度3100~3400HV，膜层综合了氮化钛的耐冲击和碳化钛的高硬度及耐磨性的特点，膜层与钢之间的摩擦系数小，抗氧化温度达650~700°C，具有优良的物理和机械性能。
- TiAlN：硬度3400~3600HV，耐磨性仅低于类金刚石膜，是目前国际工具行业最为推崇的超硬涂层。
- ZrN：硬度2000~2100HV，它的耐磨性是TiN涂层的3倍，该膜层与高速钢基体有很牢固的结合强度，因此具有很高的耐冲击性，它的抗氧化温度为500~700°C，膜层美观且呈淡金黄色。
图3 TiCN+TiN多元多层复合涂层丝锥刀齿后面上磨损情况
3 影响涂层刀具切削性能的因素
- 有关涂层质量方面问题 在进行多元多层复合涂层前，需要重点探索和解决多层金属元素之间的最佳配合、膜层的先后次序及其不同的厚度，合理控制涂层的工艺参数及应力问题。并要对涂层膜进行抽样检测，测定膜层厚度、分布均匀性、结合力、耐磨性和硬度等物理机械性能。
- 有关刀具基体质量方面问题 在高质量刀具基体上进行高质量涂层，才能有高性能涂层刀具。确保刀具基体的质量，应重视及控制刀具坯料的成分、含量及刀具的精加工工艺、热处理后的基体组织和硬度，我们曾对同一规格和精度但不同制造厂的两种丝锥进行多元多层复合涂层，这两种丝锥在使用时的切削寿命就有0.3~0.5倍的差别。此外，有些丝锥经精加工后，在刀刃上存在细微缺口，这些缺口会导致无法成膜或膜破裂，因而使用时产生崩刃或刃口裂痕。
- 切削刀具的结构与几何参数 这也是影响涂层刀具切削性能的重要因素，例如我们曾分别用带刃倾角和不带刃倾角丝锥进行注入Co离子处理，它们分别在相同条件攻制不锈钢螺孔，带刃倾角又注入Co离子的丝锥切削寿命明显提高。另外，分别使用前角gf≈29°和gf<10°又注入Co离子的丝锥切削，它们的切削效果均不太显著。
