随着科学的不断发展，工业生产中刀具加工中应用涂层技术愈来愈普遍，成为切 削加工中不可或缺的一门新技术。同时，随着切削技术的发展，要求在更加严苛的环 境下能生产出更好的产品，这就要求对刀具的综合性能有了更高的要求。为了满足技 术发展的要求，学者们不断追求一种在极端条件之下的一种高性能保护涂层。

通常理想的刀具材料具有高硬度，高强度和高的耐磨性能以及高耐热性能。因此， 获得一种硬度，强度，摩擦磨损性能，综合力学性能是研究者们始终致力研究的重点。 涂层刀具是指在具有优良性能的硬质合金或者高速钢的表面，利用气相沉淀的方法在 其表面沉积具有优良性能的纳米薄膜涂层的作用相当于一个物理屏障和化学屏障，保 护着基体，涂层不仅起到一种润滑的作用，而且能减少与刀具与工件之间的摩擦磨损， 同时也可以防止一些不必要的化学反应，从而提高刀具表面的硬度，强度和耐磨性。 有涂层的刀具在切削的时候比没有涂层的刀具在切削的时候使用年限高达三到五倍 以上。切削速度也可以再提高百分之二十到百分之五十之间。

1.2 表面处理技术

表面技术是指通过一些方法，改变材料表明的微观结构和力学性能，化学成分等， 提高材料的各种物理化学性能，提高材料抵御特殊环境的适应性，使材料具备某种特 殊功能的一种技术[2]。是当今比较新颖有发展前途的一种热门技术，受到来自世界各 地学者们苦心研究。该技术诞生于十九世纪八十年代，发展到今天已经经历了三个阶 段：

第一阶段：单一的表面技术。包括堆焊技术，激光熔覆，热喷涂技术，气相沉积 等等技术。

第二阶段：制备技术混合的表面技术。它是在第一个阶段的基础之上，将传统的 制备技术混合使用，取长补短，充分发挥各种处理技术的优势互补以达到更好的表面 处理效果。一般是将气相沉积与其它技术混合。

第三阶段：纳米工艺表面技术。此技术是将纳米技术融入材料中，使获得的材料 具备纳米结构特性,再通过现代表面制备工艺技术，使材料的表面形成一种具有纳米 结构特性的一种新技术[3]。这种纳米结构特性的表面具有优秀的光、电、磁、催化、 化学和生物等物理化学方面优异的功能特性，以及高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性和 优异的耐高温等结构特性，因此广泛应用于各行各业特别是军事国防领域中。

纳米效应的提出使得表面涂层技术得到了快速发展。纳米超硬涂层，作为表面技 术工程发展中重要的组成部分。从它的诞生发展到现在，已经由单一组元纳米单层膜 发展到多组元多结构的纳米复合膜，在国际上取得了很大的进步和发展，很大程度上改善了表面涂层的力学性能，摩擦磨损性能，高温稳定性，抗氧化性等一系列重要的 性能，在电子，航空航天，机械领域中应用十分广泛。发展到今天，经历了四个阶段， 第一个阶段是单一的组元涂层，第二个阶段是多层和多元涂层，第三个阶段是超晶格 纳米结构涂层，最后一个阶段是智能涂层[4]。对只能自适应薄膜的一个新的挑战是制 备不同工作温度范围即宽温域均具有优异性能的薄膜。到目前为止，还没有发现某种 材料在 800 度高温下仍具备良好的摩擦磨损性能。众多的学者根据多年的工作经验提 出的设计准则是在传统二元薄膜的基础之上进行合金化，组成复合或多层结构，使其 能够在正常服役过程中，自动反应生成低温和高温润滑相。

1.3 薄膜的分类

1.3.1 薄膜生长方式

依照粒子在涂层上沉积形核后在基体上润湿铺展的程度划分，薄膜的生长模式大 致可分为三种，即层状生长模式，岛状生长模式以及混合生长模式。