使用PVD涂層刀具和刀片來提高切削速度，縮短加工周期。

　　物理涂層（PVD） 是可在刀具和刀片上覆蓋薄薄涂層的真空涂層技術。實質上它往往是在等離子（例如帶電氣體）的幫助下將金屬或金屬合金等固體材料蒸發。金屬蒸汽中所含的金屬原子和離子沉積在基體上形成涂層。以氮化鈦（TiN）涂層為例，金屬鈦在氮氣環境中汽化，便在刀具和刀片上形成氮化鈦涂層。

　　PVD涂層可提高刀具的壽命和效率，每年為企業節省數十億美元。這是怎樣實現的呢？首先，PVD涂層刀具可提升切削速度，減少加工周期，從而能在更短時間內加工更多工件。其次，PVD涂層能降低磨損和對生產的干擾，從而減少更換刀具造成的停機時間。最后，PVD涂層減少了對切削液的需求，因為它能在沒有或只有很少切削液的情況下工作，而與切削液相關的成本可占總生產成本的15%。

　　PVD主要用于需要使用鋒利刃口的應用場合，比如螺紋加工、切槽、切斷、立銑和鉆孔等加工。對整體硬質合金刀具來講（例如立銑刀和鉆頭），主要采用PVD涂層技術。而對于鈦合金、高溫合金和不銹鋼等難加工材料來講，PVD涂層刀具是最佳選擇，因為這些材料要求更鋒利的刃口以便降低切削力，同時還需要高溫下的穩定性以保持切削刃的完整性。涂層的功用最終取決于它減輕構成切削刃的基體材料在不同切削條件下的熱－機械損傷的能力。

　　PVD能滿足大批量涂層的挑戰，并能在整個批量中讓每個刀片都具有均勻的涂層厚度。此外，PVD是通過采用大約500℃的較低沉積溫度來實現的，這能讓刀具保持鋒利的刃口而不影響刃口強度，而另一種主要的涂層技術——化學涂層（CVD）， 則需要大約1,000℃的高溫，雖然較低溫度的工藝也逐漸變得可行。對PVD來講，有多種方法來獲得正確的涂層厚度及組織構成，從而適應目標應用區間和涂層材料的不同要求。

　　在刀具應用方面，目前主要有三種PVD工藝：離子鍍膜、電弧蒸發沉積和磁控管濺射。PVD本質上是一種使用固體金屬蒸發源的低壓、環保、低溫、可視的沉積工藝。PVD使用固體金屬靶材，材料從固體靶材被汽化后，再沉積在被涂層的基體上。PVD工藝可產生只有幾微米厚的硬度高、粒度細、表面光滑的涂層，而且由于涂層受壓應力，所以涂層不會出現裂紋。與此形成對照的是，CVD涂層更適合磨損嚴重的場合，因為其涂層可更厚，從而具有更好的耐磨性。

　　第一種投入商業應用的PVD涂層是TiN。山特維克可樂滿于1982年推出了第一種TiN涂層刀具，即大名鼎鼎的Delta鉆頭，首個PVD刀片牌號GC1020則于1990年面世。

　　PVD一直處于涂層技術發展的前沿。隨著可用于PVD的 新 型 涂 層（ 例如TiCN、TiAlN和AlCrN；以及氧化物涂層Al2O3和(AlCr)2O3和新涂層材料TiAlSiCrN，甚至各種碳基材料涂層等）的紛紛涌現，PVD應用領域還在不斷擴展。涂層系統工藝的種種創新（例如結合射頻或脈沖直流電）解決了沉積絕緣涂層材料的難題。而復合涂層大大增強了刀片性能。而PVD硬件方面的發展（例如新蒸發源）則將進一步推動涂層技術向前發展。

　　總結

　　刀具和刀片上的PVD涂層一直作為可不斷顯著提升生產效率的工具而得到開發，因為它能夠提高加工速度，減少加工周期，能在更短時間內加工更多工件。另外PVD涂層還降低了刀具磨損和對生產的干擾，通過減少換刀次數縮短了停機時間，同時亦減少了對切削液的需求。