（1）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。

（3）為了使零件和結(jié)構(gòu)更輕，采用難加工材料，如高強(qiáng)度材料等。

作為先進(jìn)制造技術(shù),高速切削技術(shù)能大幅度地提高加工品質(zhì)和加工效率,并能降低加工成本。高速切削已經(jīng)成為切削加工的主要發(fā)展方向。為真正實現(xiàn)切削加工的高速化，不僅要研究開發(fā)與高速切削相適應(yīng)的材料，還要不斷改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)，并對刀具的動平衡和可靠性進(jìn)行分析。目前， 國際上現(xiàn)已發(fā)展的陶瓷刀具主要是氧化鋁基(Al2O3) 和氮化硅基( Si3N4) 兩大系列。陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高溫性能，與金屬的親合力小，并且化學(xué)穩(wěn)定性好。因此，陶瓷刀具可以加工傳統(tǒng)刀具難以加工的高硬材料，實現(xiàn)以車代磨。

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(xué)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(qiáng)調(diào)的是： CVD目前仍然是唯一能經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)高質(zhì)量Al2O3涂層的技術(shù)。

即使在涂層耐磨性領(lǐng)域的大多數(shù)出版文獻(xiàn)都在研究PVD，但是，認(rèn)識到CVD技術(shù)(尤其是CVD Al2O3技術(shù))在過去幾年里已取得的重大進(jìn)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(jìn)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(zhuǎn)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(jìn)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(jié)構(gòu)的TiC、Ti(C,N)或TiN層未氧化的表面上順利地發(fā)生。當(dāng)成核的k-Al2O3相對穩(wěn)定時，能夠生長到相當(dāng)大的厚度(>10μm)。因此，如果成核表面是TiC、Ti(C,N)或TiN(考慮硬質(zhì)合金時的典型情形)，使用CVD進(jìn)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CVD Al2O3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(shù)水平僅僅是在最近達(dá)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(jìn)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(jìn)行沉積。這種技術(shù)使得CVD Al2O3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(zhuǎn)變成穩(wěn)定的a-Al2O3相。相的轉(zhuǎn)變碰到的體積收縮將降低并最終破壞k-Al2O3層的粘結(jié)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(yīng)該是最佳和最安全的選擇。細(xì)顆粒和無缺陷的a-Al2O3可顯著提高耐磨性。

氧化鋁基陶瓷刀具材料的各項主要力學(xué)性能指標(biāo)均服從三參數(shù)對數(shù)正態(tài)分布, 說明該類刀具材料力學(xué)性能的隨機(jī)性具有共性。同樣, 可以進(jìn)一步推論該類刀具材料磨損壽命的隨機(jī)分布亦具有共性。于是, 根據(jù)以LD-1 刀具為例進(jìn)行的研究, 可以推論: 氧化鋁基陶瓷刀具的磨損壽命均服從不同參數(shù)的對數(shù)正態(tài)分布。因此, 基于磨損的陶瓷刀具切削可靠性的分析就可以此為基礎(chǔ)進(jìn)行。