Vật liệu làm công cụ cắt kim loại được sử dụng hiện nay có thể được chia thành chín loại, từ thép tốc độ cao (có tốc độ cắt thấp nhất và khả năng chống mài mòn kém nhất) đến công cụ kim cương đa tinh thể (PCD) (có hiệu suất tốc độ cao-tốt nhất), trong đó công cụ cacbua có ứng dụng lớn nhất, chiếm 80% tổng doanh số bán các công cụ khác nhau. Dụng cụ CBN có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời và có thể cắt vật liệu cứng ở nhiệt độ cao nhưng không thể gia công kim loại mềm.
Tốc độ cắt mà các vật liệu dụng cụ này có thể chịu được tăng dần từ trên xuống dưới. Việc cắt tốc độ-cao cũng yêu cầu vật liệu dụng cụ có độ dẻo dai tốt, khả năng chống va đập cao và khả năng chống mài mòn tốt.
1. Nói chung, các công cụ có hiệu suất-thấp hơn, chẳng hạn như thép-tốc độ cao và cacbua không tráng phủ, được sử dụng rộng rãi trong các quy trình cắt thông thường, nhưng hiệu suất-tốc độ cao của chúng lại kém. Các công cụ-hiệu suất cao, chẳng hạn như công cụ PCD, là loại vật liệu công cụ cứng nhất, có khả năng chống mài mòn rất cao và khả năng tốc độ rất cao. Họ thể hiện đầy đủ tính ưu việt của mình trong việc-gia công tốc độ cao đối với kim loại màu và vật liệu phi kim loại-, với nhiệt cắt hầu như không ảnh hưởng đến chúng. Tuy nhiên, khả năng chống va đập của nó kém và hiệu suất nhiệt rất kém khi cắt vật liệu thép và gang. Điều này là do trong quá trình cắt kim loại đen ở tốc độ cao, các nguyên tử cacbon trong vật liệu dụng cụ sẽ khuếch tán vào phôi, khiến dụng cụ bị mài mòn nhanh hơn.
2. Công cụ cacbua có khối lượng ứng dụng lớn nhất, chiếm 80% tổng doanh số của các công cụ khác nhau. Để cắt kim loại tốc độ thông thường, 90% công cụ cacbua được sử dụng. Cacbua có độ bền va đập tương đối tốt nhưng hiệu suất-ở tốc độ cao lại kém. Hơn nữa,-các công cụ cắt tốc độ cao cũng phải có độ cứng nóng và độ ổn định hóa học cao, những điều mà cacbua không thể đáp ứng được.
3. Dụng cụ CBN có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời và có thể cắt vật liệu cứng ở nhiệt độ cao, nhưng chúng không thể gia công kim loại mềm. Những lợi thế của một số vật liệu công cụ khác nhau đang được xem xét. Phát triển các vật liệu công cụ mới đồng thời có độ bền va đập và khả năng chống mài mòn cao, đồng thời áp dụng lớp phủ bề mặt của vật liệu có độ cứng nóng tốt và khả năng chống mài mòn cho vật liệu ma trận công cụ có độ bền va đập tốt, tạo ra các công cụ mới thường kết hợp các ưu điểm của cả hai vật liệu. Những công cụ này có nhiều ứng dụng trong việc cắt-tốc độ cao.
4. Được hướng dẫn bởi ý tưởng này, các công cụ cắt vật liệu composite mới, chẳng hạn như công cụ được phủ-cacbua, công cụ được phủ-CBN và công cụ được phủ-PCD, đã xuất hiện để phù hợp với việc cắt-tốc độ cao đối với nhiều loại vật liệu kim loại khác nhau. Dụng cụ cacbua được phủ thích hợp để cắt tốc độ-cao nhờ sử dụng vật liệu phủ có khả năng chịu nhiệt tốt và độ cứng cao, cũng như công nghệ phủ nhiều-lớp, có phạm vi cắt rộng hơn và tuổi thọ dụng cụ dài hơn, đồng thời hiệu suất cắt của chúng vượt trội hơn đáng kể so với cacbua không tráng phủ. Do đó, cacbua tráng có xu hướng thay thế cacbua không tráng thông thường.
Công nghệ phủ dụng cụ không chỉ áp dụng được cho dụng cụ cacbua mà còn đạt được kết quả tốt trên các vật liệu dụng cụ khác. Dụng cụ bằng gốm cũng thích hợp để cắt-tốc độ cao và đã trở thành một phần quan trọng trong nghiên cứu và phát triển vật liệu dụng cụ trong những năm gần đây. Do có khả năng chống va đập tốt, độ dẻo dai và khả năng chống sốc nhiệt mạnh nên chúng rất thích hợp cho việc gia công tốc độ cao.