以WC、TiC等硬质相和Co、Ni粘结相为主要组成的硬质合金性能优异,具有高强度、高硬度,良好的抗剥落性能和化学惰性,作为高性能刀具被广泛应用于现代机械加工领域。随着现代加工领域对于加工效率、环保以及加工材料的复杂化、多样化的要求,以硬质合金作为基体的涂层刀具得到迅速地发展,具有功能梯度结构的细晶硬质合金基体得到深入到研究和应用。涂层材料的多样性使得硬质合金刀具涂层的性能不断优化,是当代高性能刀具的核心技术。目前硬质合金刀具涂层的制备方法主要有:化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、等离子体化学气相沉积（PACVD）、溶胶-凝胶法（Sol-Gel）。涂层材料的性能主要取决于材料的微观结构,基于以上研究背景本文对硬质合金涂层刀具样品的形貌以及元素扩散行为进行观察分析,并对具有样品的基体以及涂层进行微观结构的分析。本文采用金相显微镜,扫描电子显微镜,透射电子显微镜及X射线衍射仪对硬质合金刀具涂层样品的微观结构进行表征,并对其结果进行分析。实验结果表明:（1）内层TiN涂层中的Ti元素几乎不往基体中扩散,TiAlCNO中的Ti元素也几乎不往Al2O3中扩散,但外层TiN中的Ti元素会少量向Al2O3中扩散,同时还有少量的A1元素向外层TiN涂层中扩散。Co和W元素会从基体中向内层TiN涂层中扩散,TiCN和基体中的C元素会同时向内层TiN涂层中扩散。（2）细小的WC、Co原料粉末能大幅度提高硬质合金基体的硬度和强度等性能。在基体上沉积的TiN涂层致密,晶粒细小均匀,具有良好的强度硬度,厚度应在0.5μm以内。TiCN涂层增加了涂层的抗冲击韧性并减低了涂层整体的内应力,能提高刀具涂层的使用寿命和整体性能。在TiCN与Al2O3涂层之间应该沉积一层厚度适宜的TiAlCNO过渡层,能够增加涂层之间的结合强度,增加涂层的抗腐蚀能力,细化Al2O3涂层的晶粒。（3）硬质合金涂层的基体中Co相在基体表面的富集能获得取向不同的晶粒细小的多晶TiN涂层,在TiN上沉积的TiCN晶粒随着沉积的进行取向发生改变,晶粒尺寸逐渐变大且均匀性降低,TiCN上层的晶粒内出现位错,内应力变大,需要控制TiCN涂层使其厚度不要太大。在α-Al2O3上沉积最外层TiN涂层时,要通过控制沉积氛围尽量不生成κ-Al2O3,从而获得晶粒细小取向不同的TiN涂层。