为了延长刀具寿命或者提高其的工作效率,改善表面摩擦条件就特别的重要,因此慢慢的变多高效率切削材料的应用出现。CVD薄涂层和PVD涂层对刀具表面性能有很大的改善作用,直到现在这种作用也远远没有穷尽。利用现代分析技术,可以清楚观察到刀具表面的微观结构,更好地起到优化作用。刀具的表面结构都是通过预定的工艺程序来实现的,如今可根据最优化的工具性能进行功能设计。

  最常用的表面改性处理方法为材料的表面涂层。通过高硬度金属的碳化物、氮化物和氧化物的复合化,能调整单种化合物的性能,特别是在提高抗磨性、抗氧化磨损、扩散磨损和粘结磨损等的能力方面。当然,将其他材料引入表面(如通过注入法)也可以对材料的表面性能产生持久的影响。

  切屑与工具之间的粘附机理除了机械性咬合,主要体现为摩擦。通过一种材料改性处理方法在刀具表面沉积软涂层一可以轻松又有效改善摩擦性能。

  此外还能够直接进行表面形貌方面的改性处理,如通过抛光或有目的的打毛(为了形成润滑油槽)来实现。抛光是一种传统的、通过机械方式来降低摩擦的方法,非常适合于不加润滑剂到切削区的切削刀具,抛光在大多数情况下都是一种大大降低摩擦的方法。

  周期性的表面结构可通过抛光加工形成。用平版印刷方法或激光也可获得某种形状的结构元素。与金属板材加工相比,目前这一些方法在切削加工中还不常见。该方法的一个理论依照是,微观结构化可降低在切屑与工具之间的热传递,并减少刀具的热负荷。

  PVD涂层的抛光。抛光工艺属于表面形貌的改性处理。对磨削的或涂层的表面有各种不同的抛光方法。除了用于大批量零件的特鲁瓦抛光法外,还有常用于刀具生产中的毛刷法和喷砂法。这一些方法都不新颖,已在切削刀片生产中使用多年,如用于抛光CVD厚涂层的花椰菜状表面结构。抛光过的切削刀片在切削6分钟时间后显示出非常均匀的磨损。而未抛光的刀片显示出平行的微观裂缝,这会导致磨损带迅速变宽,并使刀具提前失效。

  这些抛光方法现在也常常用于PVD涂层。如在一个PVD涂层的孔加工刀片表面上,能够正常的看到在PVD ARC方法中被称为“液滴”的结构。这些液滴的作用就象河床中的石头,阻碍着切屑的排除进程,这在孔加工中特别不利。如果能使切屑快速并少摩擦地排除,那么切屑和工具之间的接触时间减少,向刀具传递的热量也减少。不受阻碍的切屑排除使切削力更小,避免了切屑在钻头、铣刀槽中产生咬合和堵塞。抛光的质量取决于抛光方法的选择和工艺参数的调节。

  抛光工序能够延长工具的寿命,就拿一个麻花钻头来举例。一台为终检而开发的测量仪器,可测定切屑槽中的摩擦力。摩擦力的降低与表面状况有关。抛光过的钻头槽摩擦系数只有未抛光的25%。处理过的钻头允许更高的切削用量和钻孔深度。