Матеріали для металорізальних інструментів, які зараз використовуються, можна розділити на дев’ять типів: від швидкорізальної-сталі (з найнижчою швидкістю різання та найгіршою стійкістю до зношування) до полікристалічного алмазу (PCD) (з найкращими високо-швидкісними характеристиками), причому найбільше застосування мають твердосплавні інструменти, на які припадає 80% від загального обсягу продажів різних інструментів. Інструменти з CBN мають чудову термостійкість і можуть різати тверді матеріали за високих температур, але не можуть обробляти м’які метали.
Швидкість різання, яку можуть витримати ці інструментальні матеріали, поступово зростає зверху вниз. Для високо-швидкісного різання також потрібні інструментальні матеріали з хорошою в’язкістю, високою ударостійкістю та хорошою зносостійкістю.
1. Загалом інструменти з нижчою-продуктивністю, як-от швидкорізальна-сталь і твердосплавний сплав без покриття, широко використовуються у звичайних процесах різання, але їх високо-швидкісні характеристики є низькими. Високо-інструменти, такі як інструменти PCD, є найтвердішими з усіх інструментальних матеріалів, мають дуже високу зносостійкість і дуже високу швидкість. Вони повністю демонструють свою перевагу у високо-швидкісній обробці кольорових-чорних металів і не-металевих матеріалів, при цьому тепло різання майже не впливає на них. Проте його стійкість до ударів низька, а теплові властивості дуже низькі під час різання сталевих і чавунних матеріалів. Це пояснюється тим, що під час високошвидкісного різання чорних металів атоми вуглецю в матеріалі інструменту дифундують у заготовку, спричиняючи прискорене зношування інструменту.
2. Найбільший обсяг застосування мають твердосплавні інструменти, на які припадає 80% від загального обсягу продажів різного інструменту. Для звичайного швидкого різання металу використовується 90% твердосплавних інструментів. Твердий сплав має відносно добру ударну в’язкість, але його -високошвидкісні характеристики погані. Крім того, високошвидкісні ріжучі інструменти також повинні мати високу твердість у гарячому стані та хімічну стабільність, чому не може відповідати твердий сплав.
3. Інструменти з CBN мають чудову термостійкість і можуть різати тверді матеріали за високих температур, але вони не можуть обробляти м’які метали. Розглядаються переваги кількох різних інструментальних матеріалів. Розробка нових інструментальних матеріалів, які одночасно мають ударну в’язкість і високу зносостійкість, і нанесення поверхневого покриття з матеріалу з хорошою гарячою твердістю і зносостійкістю на матеріал матриці інструменту з хорошою ударною в’язкістю створює нові інструменти, які часто поєднують переваги обох матеріалів. Ці інструменти мають широкий спектр застосування-для високошвидкісного різання.
4. Керуючись цією ідеєю, з’явилися нові інструменти для різання композитних матеріалів, такі як інструменти з твердосплавним -покриттям, інструменти з CBN-покриттям та інструменти з -PCD-покриттям, які підходять для високошвидкісного-різання різних металевих матеріалів. Твердосплавні інструменти з покриттям, придатні для високо-швидкісного різання, завдяки використанню матеріалів покриття з хорошою термостійкістю та високою твердістю, а також технології багато-шарового покриття, мають ширший діапазон різання та довший термін служби інструменту, а їхні характеристики різання значно кращі, ніж у твердого сплаву без покриття. Тому твердий сплав з покриттям має сильну тенденцію до заміни звичайного твердого сплаву без покриття.
Технологія покриття інструментів застосовна не лише до твердосплавних інструментів, але також досягла хороших результатів на інших інструментальних матеріалах. Керамічні інструменти також підходять для високо-швидкісного різання й останніми роками стали важливою частиною дослідження та розробки інструментальних матеріалів. Завдяки хорошій ударостійкості, в’язкості та сильній стійкості до термічного удару вони дуже підходять для високо-швидкісної обробки.