被覆层材料及刀具基材(母材)

      最早期第一代被覆材料是用TiC，其厚度大約6m，刀具基材是標準碳化物P10、P20、K10等一般常用的材質。

      唯TIC會吸收刀片表面層的碳，使TiC層和基材之間多了一層脫碳層稱為η相，η相很硬很脆，對TiC被覆層的穩定性有很大的威脅，而後被覆基材使用特殊合金時，將η相減至最少，成為第二代被覆刀具。

      最近被覆層的材料已由TiC改為TiN、HfC、HfN、Al₂O₃等。TiC的被覆層對耐刀腹磨耗比被覆TIN者較好，而TIN的耐凹陷磨耗能力比TiC者較好。最近的被覆是三層材料互相重疊密接而成，如TiC +TiN +Al₂O₃，兼備各項耐磨耗性，特別適合高速切削，此為第三代被覆材料。第四代被覆材料是將基材作成表面非常薄的鈷加強層，如基材之鈷含量6% ，而鈷加強層的鈷含量可能達20％。此加強層可改進被覆層和基材的酊合性，萬一在斷續切削或較惡劣情況之下，被覆層因為較硬脆而出現碎裂，這種裂縫將會被鈷加強層擋住而不會繼續深入基材。

      被覆的層數可分成單層、雙層、及三層等各種被覆刀片，如下表示。

被覆刀具層數表

    1.高溫時耐熱變形佳。
    2.高熱傳導度。
    3.高壓縮強度。
    4.耐衝擊破壞之抗折力佳。
    5.耐刀腹磨耗特性佳。

      現在廣泛使用的被覆材料有TiC、TiN、Al₂O₃。TiC比重為4.7比碳化鎢17.9為輕，硬度非常高，耐磨耗性強，具有較大的氧化阻抗。Al₂O₃的化學安定性最佳，對擴散阻抗最有效，抗氧化性優良，熱傳導係數低，摩擦係數亦小，但與基材之結合卻比TiN或Tic較困難。結合強度會影響被覆的效果，其中以TiC之結合強度最佳。TiN的化學安定性比TiC為高，具有最低的摩擦係數，它與鐵的擴散反應較緩慢，這是由於被覆材料被分解進入已經沃斯田鐵化之切屑表面時，氮會提供比碳低的切屑表面硬化行為。故TiN 耐凹陷磨耗較佳。多層被覆刀具通常最接近基材的一層是TiC，以穩定擴散阻抗，避免碳由基材或鐵的鈷相中脫離，最外一層為0.005mm厚的TiN 以減低刀具表面的摩擦，而中間層為TiC-TiN的過渡層。

      對於不同被覆碳化物刀片可依外觀顏色區別：一般碳化鈦被覆為銀灰色，氮化鈦被覆為金黃色，氧化鋁被覆為灰黑色。