Cel mai bun strat de acoperire pentru tăierea uscată de mare viteză este azot aluminiu titan
Un mare motiv pentru care fluidele de tăiere nu mai sunt adesea necesare astăzi este din cauza acoperirilor. Ele atenuează șocurile de temperatură prin inhibarea transferului de căldură de la zona de tăiere la insert (unealta). Acoperirea acționează ca o barieră termică deoarece are o conductivitate termică mult mai mică decât baza sculei și materialul piesei de prelucrat. Ca urmare, aceste unelte absorb mai puțină căldură și pot rezista la temperaturi mai mari de tăiere. Indiferent dacă strunjirea sau frezarea, sculele acoperite permit parametrii de tăiere mai eficienți fără a reduce durata de viață a sculei.
Grosimea stratului de acoperire este între 2 și 18 microni și joacă un rol important în performanța sculei. Acoperirile mai subțiri rezistă mai bine la schimbările de temperatură în timpul tăierii prin impact decât acoperirile mai groase, deoarece acoperirile mai subțiri au mai puțină stres și sunt mai puțin predispuse la crăpare. La răcirea și încălzirea rapidă, straturile groase tind să se spargă ca un pahar care se încălzește și se răcește foarte repede. Tăierea uscată cu inserții acoperite subțire poate prelungi durata de viață a sculei cu până la 40%, motiv pentru care acoperirile fizice sunt adesea folosite pentru a acoperi sculele rotunde și inserțiile de frezare. Acoperirile PVD tind să fie aplicate mai subțiri decât acoperirile chimice și se leagă mai puternic de contur. În plus, acoperirile PVD pot fi depuse pe carbură cimentată la temperaturi mult mai scăzute, deci sunt mai folosite pentru muchii foarte ascuțite și scule mari de frezat și strunjire cu greble pozitive.
Deși materialul de acoperire este nitrură de titan, acesta reprezintă 80% din toate uneltele acoperite. Cu toate acestea, în cazul tăierii uscate de mare viteză, cea mai bună acoperire PVD este nitrura de titan-aluminiu (TiAlN), care depășește nitrura de titan cu un factor de patru la tăierea continuă la temperatură înaltă, cum ar fi strunjirea de mare viteză. Acoperirea TiAlN depășește, de asemenea, alte acoperiri pentru scule în condiții de stres termic mai ridicat. Cum ar fi frezarea uscată și găurirea adânci a găurilor cu diametru mic, unde fluidele de tăiere sunt greu accesibile
TiAlN este mai dur decât TiN la temperaturi de tăiere și este stabil termic. Acoperirile PVD profită de rezistența la uzura chimică. Are o duritate de până la 3500 de grade Vickers și temperatura sa de funcționare este de până la 1470 de grade F. Oamenii de știință din materiale speculează că aceste proprietăți pot fi atribuite filmelor amorfe de oxid de aluminiu, care se formează la interfața cip/uneltă atunci când o parte din aluminiu suprafața de acoperire se oxidează la temperaturi ridicate.
Acoperirile PVD multistrat ultra-subțiri au fost selectate în mod deliberat pentru acest studiu, iar procesul de depunere produce acoperiri formate din sute de straturi, fiecare de doar câțiva nanometri grosime. Depunerea acoperirilor generale PVD este de numai câțiva micrometri grosime.
Deși acoperirea PVD are multe avantaje, acoperirea CVD este încă mai populară pentru prelucrarea majorității metalelor feroase. În procesul CVD, temperatura de depunere mai mare ajută la îmbunătățirea rezistenței de lipire și permite un conținut mai mare de cobalt în matrice, astfel încât duritatea muchiei de tăiere este bună și capacitatea de a rezista la deformarea plastică este îmbunătățită. Datorită raportului de acoperire CVD
CVD este procesul de depunere a unui strat util de oxid de aluminiu pe unealtă, cel mai rezistent la căldură și la oxidare. Alumina este un conductor slab, izolează unealta de căldura generată de deformarea prin tăiere și promovează fluxul de căldură în cip. Acesta este un material excelent de acoperire CVD, în principal pentru sculele de strunjire din carbură utilizate la tăierea uscată. De asemenea, protejează substratul în timpul tăierii de mare viteză și este cea mai bună acoperire anti-abrazivă și uzură în crater.
Plăcuțele acoperite au o durată de viață mai mare a sculei și sunt mai stabile la frezarea uscată decât la frezarea umedă. Vitezele de tăiere mai mari vor crește și mai mult temperatura de tăiere. De exemplu, prelucrarea uscată a fontei la o viteză de tăiere de 14,000 rpm și 1.575 inchi/min poate încălzi zona de tăiere din fața sculei la 600 de grade până la 700 de grade . Rata de îndepărtare a metalului este similară cu cea a frezei aluminiului, în timp ce temperaturile rezultate sunt mai mari la fontă decât la uneltele convenționale.
Selecție de cermet, ceramică, CBN, PCD
Vitezele de tăiere mai mari necesită materiale pentru scule mai rezistente la uzură și duritate termică mai mare. Cermete, nitrură de bor cubică și două ceramice potrivite pentru nevoile de procesare fină - alumină și nitrură de siliciu (termenul modern „ceramică” include atât oxid de aluminiu, cât și nitrură de siliciu, spre deosebire de a se referi doar la oxid de aluminiu în trecut.), acestea aplicațiile devin din ce în ce mai populare. Diamantul policristalin este un alt material pentru instrumente folosit în situații de tăiere uscată. În toate aceste materiale, au o duritate roșie mai mare și rezistență la uzură, compromisul este o fragilitate mai mare.