涂层刀具技术要求及检测方法编制说明

团体标准

涂层刀具技术要求及检测方法

编制说明

《涂层刀具技术要求及检测方法》小组

二〇二三年八月

《涂层刀具技术要求及检测方法》团体标准

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

随着制造业的发展，涂层刀具在加工过程中扮演着重要的角色。涂

层刀具能够提高切削效率、延长刀具寿命、降低生产成本，因此在现代

制造业中得到了广泛应用。然而，由于涂层刀具的种类繁多、技术要求

复杂，导致了标准化缺乏统一性和指导性，给涂层刀具的生产和使用带

来了一定的困扰和难题。

首先，标准的制定可以规范涂层刀具的生产和使用，提高产品的质

量稳定性和一致性。标准化可以明确涂层刀具的性能指标、工艺要求和

检测方法，使生产厂家和使用者在生产和使用过程中能够有明确的依据

和指导，减少质量问题和事故的发生。其次，标准的制定可以促进涂层

刀具技术的进步和创新。通过制定标准，可以推动涂层刀具制造技术的

研发和创新，提高涂层刀具的性能和质量。标准可以促进不同企业之间

的技术交流和合作，推动行业的发展和进步。此外，标准的制定还有利

于提升涂层刀具的国际竞争力。随着全球经济一体化的深入发展，涂层

刀具作为关键的制造工具，其质量和性能要求也越来越高。制定团体标

准可以使国内涂层刀具的质量和技术水平与国际接轨，提高产品的竞争

力和市场占有率。

总之，涂层刀具技术要求及检测方法的团体标准的制定具有重要的

背景、目的和意义。通过标准的制定，可以规范涂层刀具的生产和使用，

促进技术的进步和创新，提高产品的质量和竞争力。这对于推动制造业

的发展和提升国家的制造实力具有积极的影响。

—1—

（二）编制过程

为使本标准在涂层刀具市场管理工作中起到规范信息化管理作用，

标准起草工作组力求科学性、可操作性，以科学、谨慎的态度，在对我

国现有涂层刀具市场相关管理服务体系文件、模式基础上，经过综合分

析、充分验证资料、反复讨论研究和修改，最终确定了本标准的主要内

容。

标准起草工作组在标准起草期间主要开展工作情况如下：

1、项目立项及理论研究阶段

标准起草组成立伊始就对国内外涂层刀具相关情况进行了深入的调

查研究，同时广泛搜集相关标准和国外技术资料，进行了大量的研究分

析、资料查证工作，确定了涂层刀具市场标准化管理中现存问题，结合

现有产品实际应用经验，为标准起草奠定了基础。

标准起草组进一步研究了涂层刀具需要具备的特殊条件，明确了技

术要求和指标，为标准的具体起草指明了方向。

2、标准起草阶段

在理论研究基础上，起草组在标准编制过程中充分借鉴已有的理论

研究和实践成果，基于我国市场行情，经过数次修订，形成了《涂层刀

具技术要求及检测方法》标准草案。

3、标准征求意见阶段

形成标准草案之后，起草组召开了多次专家研讨会，从标准框架、

标准起草等角度广泛征求多方意见，从理论完善和实践应用多方面提升

标准的适用性和实用性。经过理论研究和方法验证，起草组形成了《涂

层刀具技术要求及检测方法》（征求意见稿）。

（三）主要起草单位及起草人所做的工作

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1、主要起草单位

中国中小商业企业协会、杭州道亦杰和智创科技有限公司等多家单

位的专家成立了规范起草小组，开展标准的编制工作。

经工作组的不懈努力，在2023年8月，完成了标准征求意见稿的编

写工作。

2、起草人所做工作

广泛收集相关资料。在广泛调研、查阅和研究国际标准、国家标准、

行业标准的基础之上，形成本标准草案稿。

二、标准编制原则和主要内容

（一）标准编制原则

本标准依据相关行业标准，标准编制遵循“前瞻性、实用性、统一性、

规范性”的原则，注重标准的可操作性，本标准严格按照《标准化工作指

南》和GB/T1.1《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》的要

求进行编制。标准文本的编排采用中国标准编写模板TCS2009版进行

排版，确保标准文本的规范性。

（二）标准主要技术内容

本标准报批稿包括8个部分，主要内容如下：

1范围

本文件规定了涂层刀具的术语和定义、涂层分类、技术要求、试验

方法、检验规则及标志、使用说明书、包装、运输和贮存内容。

本文件适用于涂层刀具。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的

条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；

不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

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GB/T191包装储运图示标志

GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法

GB/T1172黑色金属硬度及强度换算值

GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索

的逐批检验抽样计划

GB/T6462金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法

JB/T7707离子镀硬膜厚度试验方法球磨法

JB/T8554气相沉积薄膜与基体附着力的划痕试验方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

3.2涂层刀具coatedtool

是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上，利用气

相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物（也可涂覆

在陶瓷、金刚石和立方氮化硼等超硬材料刀片上）而制备的刀具。具有

表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦系数小和热

导率低等特性，切削时可比未涂层刀具寿命提高3～5倍以上，提高切削

速度20%～70%，提高加工精度0.5～1级，降低刀具消耗费用20%～50%。

4涂层分类

4.1硬质合金刀具可采用物理气相沉积（PVD）方法和化学气相沉积（CVD）

方法制作，应用于整体硬质合金刀具的物理气相沉积（PVD）涂层种类十

分广泛，而用于整体硬质合金刀具的化学气相沉积（CVD）涂层种类较少，

以金刚石类型涂层为主。

4.2硬质合金刀具应根据刀具的品种、被加工材料和切削参数等要求选

择适合的涂层。

5技术要求

5.1涂前刀具的表面质量

5.1.1被涂刀具表面应是光亮的磨光面，刀具各工作表面上不得有锈斑、

磨糊、氧化、崩刃等缺陷，要求刃口上无毛刺。

5.1.2前、后刀面上的表面粗糙度应达到Ra<0.8～1.25µm。

—4—

5.2外观

5.2.1涂层后刀具部分不应有崩刃、裂纹、磁纹、磁性和弧斑等影响使

用性能的缺陷。

5.2.2同一炉涂层色泽应具有一致性。

5.2.3涂层表面的膜层应完整，无膜层脱落。

5.3尺寸和公差

涂层刀具的尺寸及偏差和形位误差应按相应检测规范进行检测。

5.4涂层厚度

涂层厚度应大于或等于1μm。

5.5刀具基体材料

5.5.1涂层刀具的基体材料与涂层材料应合理匹配，须根据不同的加工

要求选用。

5.5.2涂层高速钢刀具的基体，既可用W6Mo5Cr4V2(M2)的通用型高速钢，

也可用含钴的超硬高速钢和粉末冶金高速钢(PMHSS)或者是整体采用硬

质合金钨钢制成的钨钢刀片。

5.5.3加工钛合金时，宜使用含钴超硬高速钢如W2Mo9Cr4VCo8(M42)作为

刀具的基体材料。

5.5.4涂层滚刀，当以正常切削速度(小于45m/min)加工齿轮时应选择

韧性较好的W6Mo5Cr4V2高速钢作为刀具的基体材料；在高速滚齿时(切削

速度大于100m/min)，应选用耐热性和耐磨性较高的含钴超硬高速钢或

CW9Mo3Cr4VN高速钢为刀具的基体材料。

5.5.5涂层硬质合金刀具的基体，在加工钢材时，宜选择加工钢材的硬

质合金，如WC-TiC-Co或WC-TiC-TaC-Co类合金；加工铸铁和有色金属

时，宜选择WC-Co类合金。

5.6硬度

涂层刀具硬度应符合产品生产相关技术文件的规定。

5.7涂层结合强度

涂层结合强度应符合产品生产相关技术文件的规定。

6试验方法

6.1涂前刀具的表面质量

6.1.1涂层前刀具的表面质量应目测观察观测。

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6.1.2应使用表面粗糙度比较样块与刀具被测表面目测对比检查，发生

争议时用双管显微镜或表面粗糙度检查仪检测。

6.2外观

涂层后刀具的外观用肉眼观察观测，涂层后刀具工作部分用20倍～

40倍显微镜进行观察检测。

6.3尺寸和公差

6.3.1圆棒类刀具

6.3.1.1刀具的总长和工作部分长度

6.3.1.1.1检测方法：用游标卡尺沿刀具轴向测量刀具全长。工作部分

长度用游标卡尺沿刀具轴向在相应的部位上测量。根据被测刀具的精度，

上述项目允许用钢板尺测量。

6.3.1.1.2检测器具：游标卡尺、钢板尺。

6.3.1.2刀具的外径

6.3.1.2.1检测方法：对于切削刃为偶数的刀具，用外径千分尺测量其

对称刃，应在靠近刃尖处测量。对于切削刃为奇数的刀具，用三沟或五

沟千分尺测量，应在靠近刃尖处测量。

6.3.1.2.2检测器具：外径千分尺、三沟或五沟千分尺。

6.3.1.3直柄刀具的柄部直径

6.3.1.3.1检测方法：用外径千分尺在其柄部取三至五个位置测量，取

最大偏差值。

6.3.1.3.2检测器具：外径千分尺。

6.3.2圆盘类刀具

6.3.2.1刀具的厚度

6.3.2.1.1检测方法一

6.3.2.1.1.1用外径千分尺或游标卡尺在厚度方向上取三至五个位置

测量，取最大偏差值。

6.3.2.1.1.2检测器具：外径千分尺、游标卡尺。

6.3.2.1.2检测方法二

6.3.2.1.2.1对于错齿刀具和大直径刀具，将刀具置于检验平板上，用

高度游标卡尺在厚度方向上取三至五个位置测量，取最大偏差值。根据

被测刀具的精度，上述项目可用量块和百分表以比较法进行测量。

—6—

6.3.2.1.2.2检测器具：高度游标卡尺、检验平板、四等量块、百分表

及表座。

6.3.2.2刀具的外径检测方法

6.3.2.2.1对于等分齿的刀具，偶数齿刀具用外径千分尺或游标卡尺测

量其对称齿。奇数齿刀具用外径千分尺或游标卡尺测量三至五个位置的

最大弦长，取其平均值。最大弦长与刀具外径D的换算见式（1）

弦

····································(1)

（）

�

式中：�=cos90°�

L弦——最大弦长实测平均值，mm；

n——屑槽数。

6.3.2.2.2对于不等分齿的刀具，可将刀具穿上芯轴在工具显微镜上检

测。先将工具显微镜两顶尖之间的中心线与目镜米字线对准，记下读数。

然后将刀具安装在两顶尖之间，使米字线移至刀具最大外圆处记下读数，

将两次读数差的绝对值乘以2，即为刀具的外径。

6.3.2.2.3检测器具：外径千分尺、游标卡尺、工具显微镜及芯轴。

6.3.3矩形棒类刀具

6.3.3.1刀具的总长

6.3.3.1.1检测方法：用游标卡尺或钢卷尺沿刀具长度方向测量。

6.3.3.1.2检测器具：游标卡尺、钢卷尺。

6.3.3.2刀具的宽度和高度

6.3.3.2.1检测方法：用外径千分尺或游标卡尺在宽度和高度方向上分

别取三至五个位置测量，取最大偏差值。

6.3.3.2.2检测器具：外径千分尺、游标卡尺。

6.3.4硬质合金片状类刀具

6.3.4.1刀片的厚度

6.3.4.1.1检测方法：用外径千分尺在刀片上取三至五个位置测量，取

最大偏差值。

6.3.4.1.2检测器具：外径千分尺。

6.3.4.2刀片的内切圆尺寸

6.3.4.2.1检测方法：对于矩形、菱形刀片用外径千分尺测量与内切圆

直径相等的两条边。对于五边形刀片用五沟千分尺测量。对于凸三边形

刀片用三沟千分尺测量。

—7—

6.3.4.2.2检测器具：外径千分尺、三沟千分尺、五沟千分尺。

6.4涂层厚度

涂层厚度可采用球痕法或横截面金相法进行检测。球痕法应按JB/T

7707规定的方法进行检测；横截面金相法应按GB/T6462规定的方法进行

检测。

6.5刀具基体材料

涂层刀具的硬质合金基材应按相应检测规范进行检测，根据实际情

况可选用同批次硬质合金棒料检测结果替代。

6.6硬度

6.6.1检测方法：首先被测的试件应预先加工以达到硬度检测的要求。

硬度计应先用标准硬度块校准，然后在标准规定部位内均匀分布三点检

测，取其算术平均值。如三点的算术平均值不符合标准规定时，可补测

两点，取五点的算术平均值作为最后检测结果。

6.6.2对于标准规定了硬度上限值，且测试值又超过了上限值的产品，

允许补充金相检验及性能试验，结果正常者可判为合格。

6.6.3对于一些细小及厚度较薄的刀具用洛氏硬度计无法检测时，可检

测维氏硬度，其值换算成洛氏硬度后再作评判。洛氏硬度与维氏硬度的

换算应符合GB/T1172的规定。

6.6.4检测器具：洛氏硬度计或维氏硬度计。

6.7涂层结合强度

6.7.1划痕法

采用划痕机按JB/T8554规定的方法进行检测，在试验载荷为40N时，

膜层不应出现被划穿透露出基体的现象。

6.7.2压痕法

6.7.2.1压痕法应按下述进行：

6.7.2.2试样表面粗糙度：Ra≤0.4μm；

6.7.2.3采用洛氏硬度计（载荷60kg）按GB/T230.1规定的方法进行

试验，用金相显微镜（倍率100×）进行观察。

6.7.3随炉试样

6.7.3.1当整体硬质合金涂层刀具不便进行上述检测时，可使用硬质合

金随炉试样检测。

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6.7.3.2随炉试样应放置在与被涂层刀具同炉的有效涂层区域中，上、

中、下位置各放一片。大小应为不小于10mm×10mm×4mm的方块，检测

面表面粗糙值Ra≤0.4μm。

7检验规则

7.1检验分类

产品检验分为出厂检验和型式检验。

7.2组批

以同一工艺、同一原辅材料生产的同一规格产品为一组批。

7.3出厂检验

7.3.1库存产品在出厂时都应做出厂检验，出厂检验应逐台进行。

7.3.2出厂试验项目见表1。出厂试验的所有项目合格，方可出厂。

7.4型式检验

7.4.1型式检验项目包括本文件规定的全部项目。

7.4.2型式检验在下列情况之一时进行：

——新产品或老产品转厂生产试制定型鉴定；

——正式生产后，如结构设计工艺或所用材料有较大改变可能影响产

品性能时；

——正常生产时每年至少进行一次；

——长期停产后恢复生产时；

——出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

——国家质量监督机构提出要求时。

7.4.3型式检验样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取。

7.4.4在型式检验中，如有任一台项不合格，则从该批产品中加倍抽样，

进行不合格及该项相关要求的重复试验，重复试验合格，则判该批产品

符合本标准要求。如重复试验仍有任一台项不合格，则判该批产品不合

格。

7.4.5型式检验技术要求及试验方法等见表1。

表1检验项目

检验内容检验方式

序号

检验项目技术要求试验方法出厂检验型式检验

—9—

序号检验内容检验方式

涂前刀具的表面√√

15.16.1

质量

2外观5.26.2√√

3尺寸和公差5.36.3√√

4涂层厚度5.46.4√√

5刀具基体材料5.56.5√√

6硬度5.66.6—√

7涂层结合强度5.76.7—√

注：“√”为必检项目，“—”为可选项目。

7.5抽样规则

7.5.1抽样方案应按GB/T2828.1规定或约定检验规定执行。

7.5.2在进行批检验时，批量为涂层刀具应不少于500把，具体检验水

平由抽检方规定，但每批抽样数量不应低于批量的3%。按系统抽样从批

中抽取作为样本中的单位产品，抽样间隔不小于20。

7.5.3接收质量限按抽检方规定执行，接收数与拒收数按GB/T2828.1

中的规定。

7.6判定规则

7.6.1产品采取逐项考核，按项判定。

7.6.2根据抽检方规定的接收质量限判定批是否合格。若批检验不合格

应加倍复验，加倍复验结果均应符合该项检验规定。

8标志、使用说明书、包装、运输和贮存

8.1