這篇論文闡述了一種針對高速切削金屬時提高耐磨性與抗塑性變形能力的涂層硬質合金材質等級設計的新進展。 簡單描述了一種基于對涂層材料磨損特性了解深入以后的新涂層設計。這種新涂層將一種改善韌性的功能材質基體與刀具的切削刃強度組合在一起。

加工趨勢
金屬加工業通過快速的技術發展而充滿了閃光點。這是由諸如全球化、加劇的市場競爭、允許更高切削速度的功率更大更穩定的機床、難加工材料的使用以及環境問題日益增長的覺悟等因素作用的結果。其結果是，刀具的最終用戶就刀具性能表現對刀具制造商提出持續改進的要求。金屬加工業的總趨勢是發展更多的性價比好的加工工藝。
新的法律法規將提高冷卻潤滑液的使用成本。這促進干加工(圖 1)的使用。然后，這將增加對于更耐熱涂層硬質合金的需求并強迫金屬加工業考慮新的替代方法。

尤其是在汽車工業，關于降低能耗的市場需求將強調材料選擇的重要性。例如，優先選用輕合金。除鋁和其它輕合金外，專門設計的高強度鋼材在將來會使用得更多。

所有這些趨勢對對相同刀具材質等級的耐磨性、抗塑性變形和韌性提出更多要求。如果韌性是唯一的問題， PVD （物理氣相沉積）涂層可被看作一種選擇。然而在耐磨性上PVD涂層不能與現代CVD（化學氣相沉積）涂層競爭。PVD涂層沉積厚度通常小于5 mm，而CVD涂層可能有20 mm厚。

傳統設計
一種燒結硬質合金切削刀片就是一種針對某種特定應用領域定制的基體與涂層的優化組合，通常被看作是一種材質等級。 設計一種新的材質等級就是要找到基體和涂層物理性能的最佳組合。最重要的特性是硬度與韌性，然而它們反過來與材料性能相互關聯。結果在刀具研發時，通常必然在耐磨性和韌性之間折中。在本文里，我們將通過一些新的途徑來克服這種窘境，例如耐磨性與韌性的結合。本文將探討一種設計用于高速切削的耐磨材質等級的研發。