Det beste belegget for høyhastighets tørrskjæring er nitrogen aluminium titan
En stor grunn til at skjærevæsker ofte ikke lenger er nødvendig i dag, er på grunn av belegg. De reduserer temperatursjokk ved å hindre varmeoverføring fra skjæresonen til innsatsen (verktøyet). Belegget fungerer som en termisk barriere fordi det har en mye lavere varmeledningsevne enn verktøybasen og arbeidsstykkematerialet. Som et resultat absorberer disse verktøyene mindre varme og tåler høyere skjæretemperaturer. Enten det dreier seg eller freser, gir belagte verktøy mer effektive skjæreparametere uten å redusere verktøyets levetid.
Beleggtykkelsen er mellom 2 og 18 mikron, og den spiller en viktig rolle i verktøyytelsen. Tynnere belegg tåler temperaturendringer bedre under støtskjæring enn tykkere belegg fordi tynnere belegg har mindre stress og er mindre utsatt for sprekker. Ved rask avkjøling og oppvarming har tykke belegg en tendens til å knuses som et glass som varmes og avkjøles veldig raskt. Tørrskjæring med tynt belagte innsatser kan forlenge verktøyets levetid med opptil 40 prosent, og det er derfor fysiske belegg ofte brukes til å belegge runde verktøy og freseinnsatser. PVD-belegg har en tendens til å påføres tynnere enn kjemiske belegg og binder seg sterkere til konturen. I tillegg kan PVD-belegg avsettes på hardmetall ved mye lavere temperaturer, slik at de er mer brukt til svært skarpe kanter og store positive rivefrese- og dreieverktøy.
Selv om beleggmaterialet er titannitrid, utgjør det 80 prosent av alle belagte verktøy. Men når det gjelder høyhastighets tørrskjæring, er det beste PVD-belegget titan-aluminium-nitrid (TiAlN), som overgår titannitrid med en faktor på fire ved kontinuerlig skjæring ved høy temperatur, for eksempel ved høyhastighetssving. TiAlN-belegg overgår også andre belegg for verktøy under høyere termiske spenningsforhold. Slik som tørrfresing og dyphullsboring av hull med liten diameter der skjærevæsker er vanskelige å nå
TiAlN er hardere enn TiN ved skjæretemperaturer og er termisk stabil. PVD-belegg drar fordel av sin motstand mot kjemisk slitasje. Den har en hardhet på opptil 3500 grader Vickers og driftstemperaturen er opptil 1470 grader F. Materialforskere spekulerer i at disse egenskapene kan tilskrives amorfe aluminiumoksidfilmer, som dannes ved chip/verktøy-grensesnittet når noe av aluminiumet i beleggets overflate oksiderer ved høye temperaturer.
Ultratynne flerlags PVD-belegg ble bevisst valgt for denne studien, og avsetningsprosessen produserer belegg bestående av hundrevis av lag, hver bare noen få nanometer tykke. Avsetningen av generelle PVD-belegg er bare noen få mikrometer tykke belegg.
Selv om PVD-belegg har mange fordeler, er CVD-belegg fortsatt mer populært for maskinering av de fleste jernholdige metaller. I CVD-prosessen bidrar den høyere avsetningstemperaturen til å forbedre bindingsstyrken og tillater et høyere koboltinnhold i matrisen, slik at seigheten til skjærekanten blir god og evnen til å motstå plastisk deformasjon forbedres. På grunn av CVD-beleggsforholdet
CVD er prosessen med å avsette et nyttig lag med aluminiumoksid på verktøyet, det mest varme- og oksidasjonsbestandige belegget som er kjent. Alumina er en dårlig leder, den isolerer verktøyet fra varmen som genereres ved kuttedeformasjon, og fremmer varmestrømmen inn i brikken. Dette er et utmerket CVD-beleggsmateriale hovedsakelig for karbiddreieverktøy som brukes i tørrskjæring. Det beskytter også underlaget under høyhastighetsskjæring og er det beste anti-slipe- og kraterslitebelegget.
Belagte skjær har lengre verktøylevetid og er mer stabile ved tørrfresing enn våtfresing. Høyere skjærehastigheter vil øke skjæretemperaturen ytterligere. For eksempel kan tørrbearbeiding av støpejern med en skjærehastighet på 14,000 rpm og 1575 tommer/min varme opp skjæresonen foran verktøyet til 600 grader til 700 grader. Metallfjerningshastigheten ligner på fresing av aluminium, mens de resulterende temperaturene er høyere på støpejern enn på konvensjonelle verktøy.
Utvalg av cermets, keramikk, CBN, PCD
Høyere skjærehastigheter krever mer slitesterke verktøymaterialer og høyere termisk hardhet. Cermets, kubisk bornitrid og to keramer som er egnet for finbehandlingsbehov - alumina og silisiumnitrid (det moderne begrepet "keramikk" inkluderer både aluminiumoksid og silisiumnitrid, i motsetning til bare å referere til aluminiumoksid tidligere.), de applikasjoner blir mer og mer populære. Polykrystallinsk diamant er et annet verktøymateriale som brukes i tørrskjæringssituasjoner. I alle disse materialene har de høyere rød hardhet og slitestyrke, avveiningen er større sprøhet.