金屬切削行業(yè)的特點表現(xiàn)為技術的迅速進步。市場上最重要的趨勢為：

　?。?）為了提高生產(chǎn)率，采用更高的切削速度。

　　（2）為了降低成本和環(huán)保要求，采用干式加工和/或最小量潤滑(MQL)加工。

　?。?）為了使零件和結構更輕，采用難加工材料，如高強度材料等。

　　所有這些趨勢對刀具涂層的耐磨性、抗塑性變形能力和韌性提出更高的要求。

　　由于具有很高化學穩(wěn)定性和有利的熱特性，Al2O3是用于金屬高速切削的理想刀具涂層材料。值得強調的是：CVD目前仍然是唯一能經(jīng)濟地生產(chǎn)高質量Al2O3涂層的技術。

　　即使在涂層耐磨性領域的大多數(shù)出版文獻都在研究PVD，但是，認識到CVD技術(尤其是CVDAl2O3技術)在過去幾年里已取得的重大進展是非常重要的。目前有三種Al2O3相（a-Al2O3，k-Al2O3和g-Al2O3）能以受控方式進行CVD沉積。

　　a-Al2O3是唯一穩(wěn)定的Al2O3相，隨著沉積過程中的熱處理、沉積后的熱處理以及金屬切削過程中產(chǎn)生的熱，亞穩(wěn)定的k相和g相將轉變成穩(wěn)定相。

　　令人驚訝的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的a-Al2O3比亞穩(wěn)定的k-Al2O3更難進行工業(yè)規(guī)模的CVD沉積。其理由之一是：k-Al2O3的晶核形成在具有fcc結構的TiC、Ti(C,N)或TiN層未氧化的表面上順利地發(fā)生。當成核的k-Al2O3相對穩(wěn)定時，能夠生長到相當大的厚度(>10μm)。因此，如果成核表面是TiC、Ti(C,N)或TiN(考慮硬質合金時的典型情形)，使用CVD進行成核和生長a-Al2O3是不簡單的。這在某種程度上解釋了k-Al2O3作為一種涂層材料的普遍性，而且如今仍然有很多商業(yè)化的CVDAl2O3涂層由k-Al2O3組成。

　　具有完全成核控制的沉積a-Al2O3和k-Al2O3涂層的最新技術水平僅僅是在最近達到了工業(yè)規(guī)模。氧化鋁相通過Al2O3自身沉積之前的成核措施進行控制，而且所有的個體Al2O3層(k-Al2O3和a-Al2O3)使用相同的工藝參數(shù)進行沉積。這種技術使得CVDAl2O3涂層的相含量被完全控制。

　　如上所述，k-Al2O3是亞穩(wěn)定的，而且可能在沉積過程以及切削過程(尤其在切削速度高時)中轉變成穩(wěn)定的a-Al2O3相。相的轉變碰到的體積收縮將降低并最終破壞k-Al2O3層的粘結力。因此，就沉積和耐磨性(尤其在切削速度高時)而言，a-Al2O3相應該是最佳和最安全的選擇。細顆粒和無缺陷的a-Al2O3可顯著提高耐磨性。