CVD涂层开始只有单层的TiC，TiN等。后有了双层，甚至多层。之后又出现了包含强韧厚膜，纳米结构的多层等。每层各有其相应的功能。图1是新开发这种先进系列中MC6015涂层结构的剖面图及各层主要功能。

　　涂层材料与断屑槽的奇妙组合

　　本文先介绍三菱公司新开发的高效率、高稳定性车削钢用的CVD涂层的MC6000系列刀片。其中包括适切硬度较高(相当P10上下)的MC6015涂层;适切中等硬度钢(相当P20上下)通用性好，兼备一定硬度和韧性的MC6025涂层;适切断续表面、韧性高的(相当P30-P40)MC6035涂层刀片。

　　CVD涂层开始只有单层的TiC，TiN等。后有了双层，甚至多层。之后又出现了包含强韧厚膜，纳米结构的多层等。每层各有其相应的功能。图1是新开发这种先进系列中MC6015涂层结构的剖面图及各层主要功能。

　　

　　图1：MC6015 的涂层结构

　　图1中可见其最外层是超平滑的涂层表面，粗糙度非常低，在1μ以内。化学稳定性好，能抗粘结，耐磨，能在加工过程中保持正常磨损，实现稳定切削，并能防止粘结引起崩刃等突发损伤。表层下面是Al2O3涂层，这一涂层出现的一个很大的优点如图2，3所示，它在低温时硬度相对低，磨损大。在高温时却显示硬度高，磨损相对比其他涂层少。图3中显示，高速切削产生高温时，热扩散率降低，导热变难，减少了热传量入刀体，使热量大部分传入切屑随之排走，再加上Al2O3还具有优异的抗粘结性能，因此是高速高效切削的理想涂层材料。

　　

　　图2：切削速度与后刀面磨损 图 3：温度和热扩散率

　　MC6000系列各涂层均有Al2O3层，沉积时又对它采用了最新的“厚膜纳米结构”和“晶体成长控制技术”(图4)，与以往相比，晶粒细化了，生长又控制在一个方向，可同时提高硬度和韧性，并能与下面的TiCN涂层结合得更紧密(图5)。Al2O3层下面的TiCN层也是纳米结构，沉积时控制使其结晶生长形成强韧的纤维结构(图4)进一步增强其耐破损能力，使在高速条件下，整体的耐磨耐破损性能进一步得到提升。

　　

　　图4：结晶生长控制在相同方向

　　MC6025，MC6035 和MC6015相比由图6可知各层成分基本相同，但每层组织、结构、厚度有所不同，MC6015的Al2O3膜层最厚，硬度最高，可用于切削较硬的钢材。切削速度可达到300m/min，甚至350m/min 以上。MC6025，MC6035的硬度比MC6015低，韧性则要更高。MC6035的韧性最高，用它可实现强断续表面的高效稳定加工。

　　

　　图5：层间结合力强

　　如之前所提到，CVD涂层易生成拉伸残余应力，以往的产品加工时，拉伸应力造成的龟裂，会直接延伸到涂层内部，是造成破损的原因。但先进MC6035的组织结构可成功缓和拉伸应力，分散断续切削的冲击，抑制破损(图7)。通过对多种材料以不同切削速度、切深进行的断续切削实验，证明MC6035 的寿命远超过去的产品。另外本系列涂层刀片还研发了新的基体材料，新基体材料和涂层之间，特别注意使之形成均匀的强韧中间层，也可防止龟裂延伸，提高耐破损性。

　　

　　图6：MC6035 和MC6025

　　车削刀片的性能也与其具体切削部分的几何形状的断屑槽有关。目前断屑槽结构不仅是槽本身的形状尺寸，也包括切除导入切屑的刀棱的角度正负、大小、宽度，以及形状等。断屑槽的功能不只是断屑，也关系到实际生成切削力、切削热的大小高低和加工质量、加工效率、操作是否省力、操作者安全性，能否实现自动化等多个方面。其设计除依据经验、实验，还依靠各种计算机辅助技术，以求得最佳的结构形状尺寸。

　　

　　图7：MC6035 抑制破损机理

　　为确定一定范围的切深和进给量所适合的断屑槽，MP6000系列精确设计并推荐了如下的断屑槽。如适精加工(ap=0.1-1)的FP，FV断屑槽。适轻切削(ap=0.2-2)的LP断屑槽、SH，SV，SA，SW断屑槽。其中SW带修光刃可增大进给量，也保证加工表面质量。适中切削(ap=1-4左右)的M类断屑槽和无代号断屑槽(ap=1.5-5)，其中MW 是中切削的带修光刃的断屑槽。适合粗加工(ap=1.5-6)的RP断屑槽。总计十类断屑槽。在样本中具体指明了法后角为“零”的负角刀片和不等于“零”等于5º，7º的正角刀片的各种断屑槽的剖面形状。推荐使用的切削条件，写明适合一般切削还是不稳定的断续切削。

　　正确选定了刀片材料和断屑槽后，就可实现在该切削条件下，高效稳定地车削钢件。以上是本文的第一个研发完成的目标。同时也可以看出，同一种涂层材料选择不同的断屑槽，就可以扩大刀片的使用范围。