20世纪70 年代早期,类金刚石(DLC)涂层才首次见诸报道。工业上应用这种涂层起源于汽车部件,如高压柴油喷射系统和动力传动部件。当今，具有特殊优势的各种 DLC 涂层已在一些领域得到应用。

DLC 涂层通常由 sp与 sp键的比值和氢含量来分类。当碳元素通过 sp键结合,就会形成金刚石;通过sp%键结合,就会形成石墨。当sp与sp?键的比值增大时，涂层的硬度通常会增加。

可在 DLC 涂层内加入钨(W-C:H)之类的金属(此处 C为碳,H为氢): 还可以加入其他元素如硅(Si-DLC)来改变涂层的摩擦系数或抗温性能。一种已用于切削刀具的复合涂层为高硬度的氮化物涂层(如TiAIN)加上较软的、具有润滑功能的顶层涂层(如W-C:H)。因为排屑的改善，这种复合涂层在攻丝和钻削应用中显示出优异的效果。本文将重点讨论一种被称作四面体非晶碳(ta-C)的 DLC涂层。

通过圆形电弧工艺涂覆 ta-C 涂层的立铣刀,其涂层具有典型的彩虹色彩Ta-C 涂层是一种无氢碳元素涂层，其 sp与sp?键的比值较高。与其他 DLC 涂层相比,taC膜层具有更高的硬度和抗温性能,并可显著降低摩擦系数该涂层首次应用在汽车工业的挺杆(气门顶筒),并一直应用至今。

Ta-C 涂层应用于诸如汽车顶杆零件的目的之一是为了减小摩擦，其带来的效果是改善了发动机效率、更少的燃油消耗和更低的 CO，排放。对更佳燃油经济性和更少污染的推动，已将 taC 涂层应用在切削刀具和成形工具上。增大汽车行驶里程数的措施之一是降低汽车自身重量。除了采用超高强度合金钢,在车身和发动机上采用铝合金已在过去几年以来日益增长。在汽车和航空航天业，塑料的应用也在日益增长。在切削这些材料时,刀具的磨损机理完全不同于切削合金钢。切削这些材料的主要挑战之一在于保持切削刃锋利和减小积屑瘤。因为切削这些材料的刀具刃口半径很小,需要刀具涂层厚度也尽可能小。所有这些挑战可通过刀具涂覆性能优异的 ta-C涂层并专用于切削非铁金属和塑料来应对。

高功率脉冲磁控溅射，工艺利用碳靶来沉积ta-C 涂层

Ta-C 涂层的切削刃对铝几乎没有亲和力。如果ta-C涂层硬度很高,远小于1um 的涂层厚度通常足够用于钻头和立铣刀这样的切削工具。在航天航空业钻削和CFRP叠层材料的首次试验表明,ta-C 涂层延长了刀具寿命,并显著改善了钻孔质量。