El mejor recubrimiento para el corte en seco de alta velocidad es Nitrógeno Aluminio Titanio
Una gran razón por la cual los fluidos de corte a menudo ya no son necesarios hoy en día es debido a los recubrimientos. Mitigan los choques de temperatura al inhibir la transferencia de calor desde la zona de corte al inserto (herramienta). El revestimiento actúa como una barrera térmica porque tiene una conductividad térmica mucho más baja que la base de la herramienta y el material de la pieza de trabajo. Como resultado, estas herramientas absorben menos calor y pueden soportar temperaturas de corte más altas. Ya sea torneado o fresado, las herramientas recubiertas permiten parámetros de corte más eficientes sin reducir la vida útil de la herramienta.
El espesor del recubrimiento está entre 2 y 18 micras y juega un papel importante en el rendimiento de la herramienta. Los recubrimientos más delgados resisten mejor los cambios de temperatura durante el corte por impacto que los recubrimientos más gruesos porque los recubrimientos más delgados tienen menos estrés y son menos propensos a agrietarse. En el enfriamiento y calentamiento rápidos, los recubrimientos gruesos tienden a romperse como un vidrio que se calienta y enfría muy rápidamente. El corte en seco con plaquitas con recubrimiento fino puede extender la vida útil de la herramienta hasta en un 40 por ciento, razón por la cual los recubrimientos físicos a menudo se usan para recubrir herramientas redondas y plaquitas de fresado. Los recubrimientos de PVD tienden a aplicarse más delgados que los recubrimientos químicos y se adhieren más fuertemente al contorno. Además, los recubrimientos de PVD se pueden depositar sobre carburo cementado a temperaturas mucho más bajas, por lo que se utilizan más para bordes muy afilados y herramientas de torneado y fresado con gran desprendimiento positivo.
Aunque el material de recubrimiento es nitruro de titanio, representa el 80 por ciento de todas las herramientas recubiertas. Sin embargo, en el caso del corte en seco a alta velocidad, el mejor recubrimiento PVD es el nitruro de titanio y aluminio (TiAlN), que supera al nitruro de titanio por un factor de cuatro en el corte continuo a alta temperatura, como en el torneado a alta velocidad. El recubrimiento de TiAlN también supera a otros recubrimientos para herramientas en condiciones de mayor tensión térmica. Como el fresado en seco y la perforación profunda de orificios de diámetro pequeño donde los fluidos de corte son difíciles de alcanzar
TiAlN es más duro que TiN a temperaturas de corte y es térmicamente estable. Los recubrimientos PVD aprovechan su resistencia al desgaste químico. Tiene una dureza de hasta 3500 grados Vickers y su temperatura de funcionamiento es de hasta 1470 grados F. Los científicos de materiales especulan que estas propiedades se pueden atribuir a las películas amorfas de óxido de aluminio, que se forman en la interfaz entre el chip y la herramienta cuando parte del aluminio en la superficie del revestimiento se oxida a altas temperaturas.
Se seleccionaron deliberadamente recubrimientos PVD multicapa ultrafinos para este estudio, y el proceso de deposición produce recubrimientos que consisten en cientos de capas, cada una de unos pocos nanómetros de espesor. La deposición de recubrimientos PVD generales es de recubrimientos de solo unos pocos micrómetros de espesor.
Aunque el recubrimiento PVD tiene muchas ventajas, el recubrimiento CVD sigue siendo más popular para mecanizar la mayoría de los metales ferrosos. En el proceso de CVD, la mayor temperatura de depósito ayuda a mejorar la fuerza de unión y permite un mayor contenido de cobalto en la matriz, por lo que la tenacidad del filo es buena y se mejora la capacidad de resistir la deformación plástica. Debido a la relación de recubrimiento CVD
CVD es el proceso de depositar una capa útil de óxido de aluminio sobre la herramienta, el recubrimiento más resistente al calor y a la oxidación que se conoce. La alúmina es un mal conductor, aísla la herramienta del calor generado por la deformación del corte y promueve el flujo de calor hacia la viruta. Este es un excelente material de recubrimiento CVD principalmente para herramientas de torneado de carburo utilizadas en el corte en seco. También protege el sustrato durante el corte a alta velocidad y es el mejor recubrimiento antiabrasivo y antidesgaste.
Las plaquitas recubiertas tienen una vida útil más prolongada y son más estables en el fresado en seco que en el fresado en húmedo. Las velocidades de corte más altas aumentarán aún más la temperatura de corte. Por ejemplo, el mecanizado en seco de hierro fundido a una velocidad de corte de 14,000 rpm y 1575 pulgadas/min puede calentar la zona de corte frente a la herramienta entre 600 y 700 grados. La tasa de remoción de metal es similar a la del fresado de aluminio, mientras que las temperaturas resultantes son más altas en el hierro fundido que en las herramientas convencionales.
Selección de cermets, cerámicas, CBN, PCD
Las velocidades de corte más altas requieren materiales de herramientas más resistentes al desgaste y una mayor dureza térmica. Cermets, nitruro de boro cúbico y dos cerámicas adecuadas para las necesidades de procesamiento fino: alúmina y nitruro de silicio (el término moderno "cerámica" incluye tanto óxido de aluminio como nitruro de silicio, en lugar de referirse simplemente al óxido de aluminio en el pasado). Las aplicaciones son cada vez más populares. El diamante policristalino es otro material para herramientas utilizado en situaciones de corte en seco. En todos estos materiales, tienen mayor dureza al rojo y resistencia al desgaste, la contrapartida es una mayor fragilidad.