Lapisan terbaik untuk pemotongan kering kecepatan tinggi adalah Nitrogen Aluminium Titanium
Alasan besar mengapa cairan pemotongan seringkali tidak lagi diperlukan saat ini adalah karena pelapis. Mereka mengurangi guncangan suhu dengan menghambat perpindahan panas dari zona pemotongan ke sisipan (alat). Lapisan bertindak seperti penghalang termal karena memiliki konduktivitas termal yang jauh lebih rendah daripada bahan dasar alat dan benda kerja. Akibatnya, alat ini menyerap lebih sedikit panas dan dapat menahan suhu pemotongan yang lebih tinggi. Baik pembubutan atau penggilingan, pahat berlapis memungkinkan parameter pemotongan yang lebih efisien tanpa mengurangi masa pakai pahat.
Ketebalan lapisan antara 2 dan 18 mikron, dan ini memainkan peran penting dalam kinerja alat. Lapisan yang lebih tipis menahan perubahan suhu lebih baik selama pemotongan dampak daripada lapisan yang lebih tebal karena lapisan yang lebih tipis memiliki lebih sedikit tekanan dan kurang rentan terhadap retak. Pada pendinginan dan pemanasan yang cepat, lapisan tebal cenderung pecah seperti kaca yang memanas dan mendingin dengan sangat cepat. Pemotongan kering dengan sisipan berlapis tipis dapat memperpanjang umur pahat hingga 40 persen , itulah sebabnya pelapis fisik sering digunakan untuk melapisi pahat bundar dan sisipan frais. Pelapisan PVD cenderung diaplikasikan lebih tipis daripada pelapis kimia dan ikatan lebih kuat pada kontur. Selain itu, pelapis PVD dapat diendapkan pada karbida yang disemen pada suhu yang jauh lebih rendah, sehingga lebih banyak digunakan untuk tepi yang sangat tajam dan alat penggilingan dan pembubutan positif yang besar.
Meskipun bahan pelapisnya adalah titanium nitrida, itu menyumbang 80 persen dari semua alat yang dilapisi. Namun, dalam hal pemotongan kering berkecepatan tinggi, pelapis PVD terbaik adalah titanium-aluminium-nitrida (TiAlN), yang mengungguli titanium nitrida dengan faktor empat dalam pemotongan kontinu suhu tinggi, seperti pada pembubutan kecepatan tinggi. Pelapisan TiAlN juga mengungguli pelapis lain untuk perkakas di bawah kondisi tegangan termal yang lebih tinggi. Seperti penggilingan kering dan pengeboran lubang dalam dari lubang berdiameter kecil di mana cairan pemotongan sulit dijangkau
TiAlN lebih keras daripada TiN pada suhu pemotongan dan stabil secara termal. Pelapis PVD memanfaatkan ketahanannya terhadap keausan kimia. Ini memiliki kekerasan hingga 3500 derajat Vickers dan suhu operasinya hingga 1470 derajat F. Ilmuwan material berspekulasi bahwa sifat ini dapat dikaitkan dengan film aluminium oksida amorf, yang terbentuk pada antarmuka chip/alat ketika beberapa aluminium di permukaan lapisan teroksidasi pada suhu tinggi.
Lapisan PVD multilayer ultra-tipis sengaja dipilih untuk penelitian ini, dan proses pengendapan menghasilkan lapisan yang terdiri dari ratusan lapisan, masing-masing hanya setebal beberapa nanometer. Pengendapan lapisan PVD umum hanya beberapa lapisan tebal mikrometer.
Meskipun pelapisan PVD memiliki banyak keuntungan, pelapisan CVD masih lebih populer untuk pemesinan sebagian besar logam besi. Dalam proses CVD, suhu deposisi yang lebih tinggi membantu meningkatkan kekuatan ikatan dan memungkinkan kandungan kobalt yang lebih tinggi dalam matriks, sehingga ketangguhan ujung tombak yang baik dan kemampuan untuk menahan deformasi plastis ditingkatkan. Karena rasio pelapisan CVD
CVD adalah proses pengendapan lapisan aluminium oksida yang berguna pada alat, lapisan paling tahan panas dan oksidasi yang diketahui. Alumina adalah konduktor yang buruk, mengisolasi alat dari panas yang dihasilkan dengan memotong deformasi, dan meningkatkan aliran panas ke dalam chip. Ini adalah bahan pelapis CVD yang sangat baik terutama untuk alat pembubutan karbida yang digunakan dalam pemotongan kering. Ini juga melindungi substrat selama pemotongan kecepatan tinggi dan merupakan lapisan anti-abrasif dan keausan kawah terbaik.
Sisipan berlapis memiliki masa pakai pahat yang lebih lama dan lebih stabil dalam penggilingan kering daripada penggilingan basah. Kecepatan potong yang lebih tinggi akan semakin meningkatkan suhu pemotongan. Misalnya, besi tuang pemesinan kering pada kecepatan potong 14,000 rpm dan 1,575 inci/menit dapat memanaskan zona pemotongan di depan pahat hingga 600 derajat hingga 700 derajat . Tingkat penghilangan logam mirip dengan aluminium penggilingan, sedangkan suhu yang dihasilkan lebih tinggi pada besi tuang daripada alat konvensional.
Pemilihan cermet, keramik, CBN, PCD
Kecepatan potong yang lebih tinggi membutuhkan material perkakas yang lebih tahan aus dan kekerasan termal yang lebih tinggi. Sermet, boron nitrida kubik, dan dua keramik yang cocok untuk kebutuhan pemrosesan halus—alumina dan silikon nitrida (istilah modern "keramik" mencakup aluminium oksida dan silikon nitrida, bukan hanya mengacu pada aluminium oksida di masa lalu.), mereka aplikasi menjadi lebih dan lebih populer. Berlian polikristalin adalah bahan alat lain yang digunakan dalam situasi pemotongan kering. Dalam semua bahan ini, mereka memiliki kekerasan merah yang lebih tinggi dan ketahanan aus, trade-off adalah kerapuhan yang lebih besar.