เคลือบผิวด้วยไอออนแบบหลายชั้น

เคลือบชั้นเดียว TiN เตรียมโดยการชุบไอออนแบบหลายโค้งมีโครงสร้างลูกบาศก์รอบดวงกลางและเป็นสีเหลืองทอง ปัจจุบันเป็นเครื่องเคลือบที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับเครื่องมือตัด อุปกรณ์เคลือบมีข้อดีหลายอย่างเช่นความแข็งสูงความแข็งแรงสูงกาวค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเป็นต้น อย่างไรก็ตามการเคลือบ TiN มีอุณหภูมิต้านการเกิดออกซิเดชันต่ำ เมื่ออุณหภูมิในการใช้งานสูงถึง 500 องศาเซลเซียสสารเคลือบจะถูกออกซิไดซ์อย่างมีนัยสำคัญและถูกทิ้งให้หลุดออก การชุบไอออนแบบ Multi-arc เป็นวิธีหลักในการเคลือบ TiN สำหรับการสะสมไอฟิสิกส์ทางกายภาพเนื่องจากข้อดีของอัตราการเคลือบผิวสูงและความแข็งแรงของพันธะที่ดี

ในการทดลองใช้กระบวนการชุบเคลือบด้วยไอออนแบบหลายโค้งเพื่อเตรียมการฝึกซ้อมเหล็กกล้าความเร็วสูงที่เคลือบ TiN และเครื่องตัดคาร์ไบด์เคลือบ TiN และทำการทดสอบเปรียบเทียบกับเครื่องตัดแบบ TiN และไม่เคลือบผิว ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าอายุการใช้งานของเครื่องเจาะเหล็กความเร็วสูงเคลือบ TiN มีความยาวนานกว่าการฝึกซ้อมที่ไม่ได้เคลือบประมาณ 5-7 เท่าและอายุการใช้งานของเครื่องตัดคาร์ไบด์เคลือบ TiN นั้นเป็น 3-11 เท่าของเครื่องตัดแบบไม่เคลือบผิว

วัสดุทดแทนที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับฟิล์มแข็ง TiN เคลือบ TiAlN มีความแข็งสูงทนต่ออุณหภูมิสูงกว่าทนต่ออุณหภูมิความร้อนสมบัติความร้อนความต้านทานการสึกกร่อนความแข็งแรงของพันธะฟิล์มและความหยาบของพื้นผิวต่ำกว่า TiN อายุการใช้งานของเครื่องมือเคลือบ TiAlN สูงกว่าเครื่องมือเคลือบ TiN 3 ~ 4 เท่า ประสิทธิภาพหลักของการเคลือบ TiAlN และการเคลือบ TiN ดังแสดงในตารางที่ 1. เมื่อเครื่องตัด TiAlN ตัดเหล็กกล้าอัลลอยด์สูงเหล็กกล้าไร้สนิมไททาเนียมอัลลอยด์และอัลลอยด์ที่มีอุณหภูมิสูง Ni-Base จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าไททาเนียม 3 ~ 4 เท่า - เครื่องมือเคลือบ นอกจากนี้เมื่อความเข้มข้นของอัลในเคลือบ TiAlN สูงแผ่นฟิล์มป้องกันที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมออะลูมิเนียม Al ₂ O ₃ จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวระหว่างการตัดซึ่งสามารถใช้ตัดความเร็วสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

ตารางที่ 1 เปรียบเทียบประสิทธิภาพหลักของการเคลือบ TiAlN และการเคลือบ TiN