各種機電產(chǎn)品的過(guò)早失效破壞中約有70％是由磨損和腐蝕造成的，而這兩種失效方式都與材料的表面狀態(tài)（物理、化學(xué)和應力狀態(tài)等）密切相關(guān)。因此，提高這類(lèi)材料使用性能的關(guān)鍵是提高其表面性能。
隨著(zhù)科技的發(fā)展，對材料的表面性能的要求越來(lái)越高。近幾十年來(lái)各種氣相沉積技術(shù)的興起，使表面工程技術(shù)的研究和應用都取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。這些技術(shù)不但實(shí)現了機械性能的要求，如耐磨、減摩和抗蝕，而且在電磁、光學(xué)、光電子學(xué)、熱學(xué)、超導和生物學(xué)等與表層有關(guān)的功能材料領(lǐng)域大顯身手。表面工程學(xué)不僅使低廉的金屬材料在性能與效益方面發(fā)揮出更大的優(yōu)勢，而且已成為研制各種新型鍍層和薄膜材料的重要手段，具有巨大的應用潛力。
隨著(zhù)機械加工工業(yè)水平的提高，對刀具提出了新的要求。除了提高使用壽命外還要求減少切削時(shí)的污染，盡可能使用干切削。在不能完全取消切削液的時(shí)候，盡量做到其中只含防銹劑而無(wú)有機物，這樣可以使循環(huán)回收的成本大為降低。
切削刀具的多樣性和使用時(shí)的工作狀態(tài)特點(diǎn)決定了選擇刀具鍍層的不同。車(chē)削和鉆孔不同，銑刀又應考慮其斷續沖擊的特點(diǎn)。早期發(fā)展的涂層以耐磨為主要著(zhù)眼點(diǎn)，以提高硬度為主要指標。以氮化鈦為代表的此類(lèi)涂層具有較高的摩擦系數(0.4～0.6)，加工時(shí)與工件之間不斷摩擦將產(chǎn)生大量熱能。為避免刀具過(guò)熱發(fā)生變形影響加工精度和延長(cháng)其使用壽命，通常使用切削液。
要解決減少或免除切削液帶來(lái)的問(wèn)題，刀具鍍層不僅應使刀具具有長(cháng)壽命，且應有自潤滑的功能。類(lèi)金剛石涂層（DLC）的出現在對某些材料(Al、Ti及其復合材料)的機械加工方面顯示出優(yōu)勢，但經(jīng)過(guò)多年的研究表明類(lèi)金剛石涂層的內應力高、熱穩定性差和與黑色金屬間的觸媒效應使SP3結構向SP2轉變等三種缺點(diǎn)，決定了它目前只能應用于加工有色金屬，因而限制了它在機加工方面的進(jìn)一步應用。但是近年來(lái)的研究表明，以SP2結構為主的類(lèi)金剛石涂層(也稱(chēng)為類(lèi)石墨涂層)硬度也可達到20～40GPa，卻不存在與黑色金屬起觸媒效應的問(wèn)題，其摩擦系數很低又有很好的抗濕性，切削時(shí)可以用冷卻劑也可用于干切削，其壽命比非鍍層刀有成倍的提高，加工鋼鐵材料不存在問(wèn)題，因而引起了涂層公司、刀具廠(chǎng)家大的興趣。假以時(shí)日，這種新型的類(lèi)金剛石涂層會(huì )在切削領(lǐng)域得到廣泛的應用。
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