Lớp phủ tốt nhất để cắt khô tốc độ cao là Nitrogen Aluminium Titanium
Một lý do lớn tại sao ngày nay chất lỏng cắt thường không còn cần thiết nữa là do lớp phủ. Chúng giảm thiểu các cú sốc nhiệt độ bằng cách ức chế sự truyền nhiệt từ vùng cắt sang miếng chèn (dụng cụ). Lớp phủ hoạt động giống như một rào cản nhiệt vì nó có độ dẫn nhiệt thấp hơn nhiều so với vật liệu cơ bản và phôi dụng cụ. Kết quả là, những công cụ này hấp thụ nhiệt ít hơn và có thể chịu được nhiệt độ cắt cao hơn. Cho dù tiện hay phay, các dụng cụ được tráng cho phép tạo ra các thông số cắt hiệu quả hơn mà không làm giảm tuổi thọ của dụng cụ.
Độ dày lớp phủ từ 2 đến 18 micron, và nó đóng một vai trò quan trọng trong hiệu suất của dụng cụ. Các lớp phủ mỏng hơn chịu được sự thay đổi nhiệt độ tốt hơn trong quá trình cắt va chạm so với các lớp phủ dày hơn vì các lớp phủ mỏng hơn có ít ứng suất hơn và ít bị nứt hơn. Khi làm mát và làm nóng nhanh, các lớp phủ dày có xu hướng vỡ ra giống như một tấm kính nóng và nguội rất nhanh. Cắt khô với hạt dao được tráng mỏng có thể kéo dài tuổi thọ của dụng cụ lên đến 40%, đó là lý do tại sao lớp phủ vật lý thường được sử dụng để phủ các dụng cụ tròn và hạt dao phay. Các lớp phủ PVD có xu hướng được phủ mỏng hơn các lớp phủ hóa học và liên kết chặt chẽ hơn với đường viền. Ngoài ra, lớp phủ PVD có thể lắng đọng trên cacbua xi măng ở nhiệt độ thấp hơn nhiều, vì vậy chúng được sử dụng nhiều hơn cho các cạnh rất sắc và các dụng cụ tiện và phay cào dương lớn.
Mặc dù vật liệu phủ là titan nitride, nhưng nó chiếm 80% tổng số các dụng cụ được phủ. Tuy nhiên, trong trường hợp cắt khô tốc độ cao, lớp phủ PVD tốt nhất là titan-nhôm-nitrua (TiAlN), tốt hơn titan nitrua gấp 4 lần khi cắt liên tục ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như khi quay tốc độ cao. Lớp phủ TiAlN cũng vượt trội hơn các lớp phủ khác cho các công cụ trong điều kiện ứng suất nhiệt cao hơn. Chẳng hạn như phay khô và khoan lỗ sâu các lỗ có đường kính nhỏ mà chất lỏng cắt khó tiếp cận
TiAlN cứng hơn TiN ở nhiệt độ cắt và bền nhiệt. Lớp phủ PVD tận dụng khả năng chống mài mòn hóa học của nó. Nó có độ cứng lên đến 3500 độ Vickers và nhiệt độ hoạt động của nó lên đến 1470 độ F. Các nhà khoa học vật liệu suy đoán rằng những đặc tính này có thể là do màng oxit nhôm vô định hình, hình thành ở giao diện chip / dụng cụ khi một số nhôm trong bề mặt sơn bị oxy hóa ở nhiệt độ cao.
Các lớp phủ PVD đa lớp siêu mỏng đã được lựa chọn một cách có chủ ý cho nghiên cứu này và quá trình lắng đọng tạo ra các lớp phủ bao gồm hàng trăm lớp, mỗi lớp chỉ dày vài nanomet. Sự lắng đọng của các lớp phủ PVD nói chung chỉ là các lớp phủ dày vài micromet.
Mặc dù lớp phủ PVD có nhiều ưu điểm, lớp phủ CVD vẫn phổ biến hơn để gia công hầu hết các kim loại đen. Trong quá trình CVD, nhiệt độ lắng đọng cao hơn giúp cải thiện độ bền liên kết và cho phép hàm lượng coban cao hơn trong ma trận, do đó độ bền của lưỡi cắt tốt và khả năng chống biến dạng dẻo được cải thiện. Do tỷ lệ lớp phủ CVD
CVD là quá trình lắng đọng một lớp oxit nhôm hữu ích trên dụng cụ, một lớp phủ chống oxi hóa và nhiệt nhất được biết đến. Alumina là chất dẫn điện kém, nó cách ly dụng cụ khỏi nhiệt sinh ra do cắt biến dạng, và thúc đẩy dòng nhiệt vào phoi. Đây là vật liệu phủ CVD tuyệt vời chủ yếu cho các dụng cụ tiện cacbua dùng trong cắt khô. Nó cũng bảo vệ bề mặt trong quá trình cắt tốc độ cao và là lớp phủ chống mài mòn và mài mòn miệng núi lửa tốt nhất.
Hạt dao có tráng phủ có tuổi thọ dụng cụ dài hơn và ổn định hơn trong quá trình phay khô so với phay ướt. Tốc độ cắt cao hơn sẽ làm tăng nhiệt độ cắt hơn nữa. Ví dụ, gang gia công khô ở tốc độ cắt 14, 000 vòng / phút và 1,575 inch / phút có thể làm nóng vùng cắt phía trước dụng cụ đến 600 độ đến 700 độ. Tốc độ loại bỏ kim loại tương tự như phay nhôm, trong khi nhiệt độ tạo ra trên gang cao hơn so với các công cụ thông thường.
Lựa chọn gốm kim loại, gốm sứ, CBN, PCD
Tốc độ cắt cao hơn đòi hỏi nhiều vật liệu công cụ chống mài mòn hơn và độ cứng nhiệt cao hơn. Gốm kim loại, nitrit bo khối và hai đồ gốm phù hợp cho nhu cầu chế biến tinh - nhôm và nitrit silic (thuật ngữ hiện đại "gốm" bao gồm cả oxit nhôm và silic nitrit, trái ngược với việc chỉ dùng để chỉ oxit nhôm trong quá khứ), chúng ứng dụng ngày càng trở nên phổ biến hơn. Kim cương đa tinh thể là một vật liệu công cụ khác được sử dụng trong các tình huống cắt khô. Trong tất cả các vật liệu này, chúng có độ cứng đỏ và khả năng chống mài mòn cao hơn, đánh đổi là độ giòn lớn hơn.