刀具涂层剥落的具体原因有哪些？

涂层自身结构和性能原因 涂层内部缺陷 孔隙和空洞：在涂层制备过程中，如果工艺控制不当，可能会在涂层内部形成孔隙或空洞。例如，物相沉积过程中，气体流量不均匀、真空度不够或靶材质量不佳等因素都可能导致涂层结构疏松，存在孔隙。这些孔隙会降低涂层的强度和致密性，在切削过程中，受到切削力和热应力作用时，涂层容易从这些薄弱部位开始剥落。 涂层不均匀性：涂层厚度不均匀也是一个常见问题。不均匀的涂层会导致不同部位的应力分布不均，应力集中的区域更容易发生剥落。例如，在刀具刃口处涂层过厚或过薄，过厚的部分可能因为内部应力较大而首先剥落，进而影响整个涂层的完整性。 涂层脆性 某些涂层材料本身具有较高的脆性，如氧化铝（Al₂O₃）涂层。在切削过程中，刀具受到切削力、冲击力或振动时，脆性涂层难以发生塑性变形来缓冲这些外力，容易产生裂纹。一旦裂纹形成，在持续的外力作用下，裂纹会迅速扩展，较为终导致涂层剥落。特别是在断续切削（如铣削）或加工硬质点较多的工件材料时，刀具受到的冲击力较大，脆性涂层剥落的风险更高。 切削过程中的外部因素 切削力 在切削加工中，刀具承受着较大的切削力。如果切削力过大，例如在粗加工时采用了过大的进给量或切削深度，会对涂层产生拉应力或剪应力。当这些应力超过涂层的极限强度时，涂层就会发生剥落。特别是对于一些薄涂层刀具，较大的切削力更容易破坏涂层与基体的结合，导致涂层剥落。 切削热 切削过程中产生的大量切削热除了会引起涂层与基体之间的热应力外，还可能改变涂层的性能。例如，过高的温度会使某些涂层材料的硬度降低、组织结构发生变化。对于一些耐热性较差的涂层，高温下可能会软化甚至熔化，导致涂层的完整性被破坏，进而发生剥落。 工件材料特性 硬质点：当工件材料中含有硬质点（如铸造合金中的砂粒或硬质夹杂）时，在切削过程中，这些硬质点会对刀具涂层产生刮擦和冲击，容易造成涂层局部损坏，进而引发涂层剥落。 加工硬化：某些工件材料（如不锈钢）在切削过程中容易发生加工硬化现象。加工硬化后的材料硬度增加，对刀具涂层的磨损作用增强，使涂层更容易剥落。