Với sự gia tăng tốc độ cắt, tốc độ loại bỏ kim loại được cải thiện rất nhiều. Tốc độ biến dạng cao của vật liệu (khoảng 1,67 × 10⁵/s ở tốc độ cắt 500 m/phút và nhiệt độ cắt đạt tới 1400 độ) làm cho quá trình hình thành phoi và các hiện tượng khác nhau xảy ra trên bề mặt tiếp xúc giữa dụng cụ và phôi khác với các hiện tượng trong điều kiện cắt truyền thống. Độ cứng nóng và độ mòn dụng cụ của dụng cụ trở thành vấn đề quan trọng. Để đạt được-tốc độ cắt cao, cần phải có vật liệu dụng cụ và công nghệ sản xuất dụng cụ phù hợp.
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 cho đến công cụ kim cương đa tinh thể có hiệu suất tốc độ cao-tốt nhất. Tốc độ cắt-cao cũng yêu cầu vật liệu dụng cụ có độ dẻo dai tốt, khả năng chống va đập cao và chống mài mòn tốt.
Nói chung, các công cụ-hiệu suất thấp hơn, chẳng hạn như thép-tốc độ cao và cacbua xi măng 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 cắt hiệu suất cao, chẳng hạn như công cụ kim cương đa tinh thể (PCD), là loại vật liệu công cụ cứng nhất trong số các vật liệu công cụ, sở hữu khả năng chống mài mòn và tốc độ cực cao. Nhiệt cắt hầu như không ảnh hưởng đến chúng, khiến chúng đặc biệt vượt trội trong-gia công tốc độ cao kim loại màu và vật liệu phi kim loại. Tuy nhiên, khả năng chống va đập của chúng kém và hiệu suất nhiệt rất kém khi cắt thép và gang. Điều này là do trong quá trình cắt kim loại đen ở tốc độ cao, các nguyên tử carbon trong vật liệu dụng cụ sẽ khuếch tán vào phôi gia công, làm tăng tốc độ mài mòn của dụng cụ.
Công cụ cacbua có khối lượng ứng dụng lớn nhất, chiếm 80% tổng doanh số bán công cụ. 90% việc cắt kim loại ở tốc độ thông thường sử dụng công cụ cacbua. 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 phải có độ cứng nóng và độ ổn định hóa học cực cao, những yêu cầu mà cacbua không thể đáp ứng.
Công cụ CBN có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời, cho phép chúng cắt vật liệu cứng ở nhiệt độ cao, nhưng chúng đắt tiền và không thể gia công kim loại mềm. Vật liệu gốm làm từ nhôm-có độ ổn định hóa học tốt nên rất-phù hợp với loại gia công này nhưng thiếu độ cứng nóng và không thể sử dụng để gia công-tốc độ cao.
Một trong những vấn đề chính cần giải quyết trong nghiên cứu công cụ cắt tốc độ cao- là kết hợp các ưu điểm của các vật liệu công cụ khác nhau và phát triển các vật liệu công cụ mới đồng thời có độ bền va đập và khả năng chống mài mòn cao. Các công cụ mới được tạo ra bằng cách phủ một vật liệu ma trận công cụ có độ bền va đập tốt bằng một vật liệu có độ cứng nóng và khả năng chống mài mòn tốt, 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.
Được hướng dẫn bởi ý tưởng này, các vật liệu công cụ tổng hợp mới như công cụ được phủ cacbua xi măng, công cụ được phủ CBN và công cụ được phủ PCD đã xuất hiện để phù hợp với việc cắt các loại vật liệu kim loại khác nhau ở tốc độ cao.
Dụng cụ cacbua xi măng được phủ thích hợp để cắt tốc độ cao-do 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 và tuổi thọ dài, đồng thời hiệu suất cắt của chúng tốt hơn đáng kể so với cacbua xi măng không tráng phủ. Do đó, cacbua xi măng tráng phủ đang có xu hướng thay thế cacbua xi măng không tráng phủ thông thường.
Công nghệ phủ dụng cụ không chỉ áp dụng cho các dụng cụ cacbua xi măng mà còn đạt được kết quả tốt trên các vật liệu dụng cụ khác, chẳng hạn như gốm kim loại và gốm sứ.
Dụng cụ cắt bằng gốm cũng thích hợp để cắt tốc độ-cao và là một phần quan trọng trong quá trình nghiên cứu và phát triển vật liệu dụng cụ trong những năm gần đây. Dụng cụ cắt gốm được gia cố bằng râu-được làm từ vật liệu đặc biệt và khả năng chống va đập, độ dẻo dai cũng như khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời khiến chúng-rất thích hợp để gia công-tốc độ cao.
Một thách thức khác đối với-các công cụ cắt tốc độ cao là mài hoặc ép các rãnh ngắt phoi có hình học cụ thể lên hạt dao để đạt được khả năng bẻ phoi và điều khiển hướng phoi. Đây là một công nghệ quan trọng để nâng cao hiệu quả gia công và độ bền của dụng cụ.
-Các công cụ cắt tốc độ cao phải có khả năng chống va đập, chống sốc nhiệt, chịu nhiệt tốt hơn, chống mài mòn và ổn định hóa học cũng như hiệu suất bẻ phoi vượt trội và có thể thích ứng với nhiều ứng dụng cắt kim loại hơn.