首先高速切削加工技术是近几十年来发展迅猛的一项先进制造技术，已经成为国内外研究的热点之一。刀具材料影响着高速切削加工技术的广泛应用。刀具材料经历了高速钢一硬质合金一陶瓷一超硬材料等不断发展的过程，切削速度和加工效率得以不断提高。本文分析了在高速切削加工中常用的刀具材料，并针对常用的被加工材料阐述了高速切削刀具材料的选择方法。
一、高速切削对刀具材料的要求
由于高速切削加工的切削速度是常规切削的5～10倍，因此对刀具材料以及刀具结构、几何参数等都提出了新的更高的要求。刀具材料的选择对加工效率、加工质量、加工成本和刀具寿命等都有着重要的影响。高速切削加工除了要求刀具材料具备普通刀具材料的一些基本性能之外，还对刀具材料有更高的要求，主要包括：①高的硬度和耐磨性：高速切削加工刀具材料的硬度必须高于普通加工刀具材料的硬度，一般在60HRC以上。刀具材料的硬度愈高，其耐磨性愈好。②高的强度和韧性：刀具材料要有很高的强度和韧性，以便承受切削力、振动和冲击，防止刀具脆性断裂。③良好的热稳定性和热硬性：刀具材料要有很好的耐热性，要能承受高温，具备良好的抗氧化能力。④良好的高温力学性能：刀具材料要有很高的高温强度、高温硬度和高温韧性。⑤较小的化学亲和力：刀具材料与工件材料的化学亲和力要较小。
目前适用于高速切削的刀具主要有：涂层刀具、陶瓷刀具、金属陶瓷刀具、立方氮化硼(CBN)刀具、聚晶金刚石(PCD)刀具以及性能优异的高速钢和硬质合金刀具等。
二、高速切削常用的刀具材料
1涂层刀具
涂层刀具是在韧性较好的刀体上，涂覆一层或多层耐磨性好的难熔化合物，使刀具既有较高的韧性又有很高的硬度和耐磨性，涂层刀具的寿命比未涂层的刀具要高2—5倍。涂层刀具可分为两大类：一类是“硬”涂层刀具如TiC、TLN、Al2O3涂层刀具，硬涂层刀具的主要优点是硬度高、耐磨性能好。另一类是“软”涂层刀具，这种涂层刀具也称为自润滑刀具，其表面摩擦因数低可以减少摩擦，降低切削力和切削温度，软涂层刀具的涂层材料主要有MoS2和WS2。应用较广泛的涂层工艺有化学气相沉积法和物理气相沉积法。涂层硬质合金一般采用化学气相沉积法(CVD)，沉积温度在100℃左右。涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法(PVD)，沉积温度在500℃左右。
2陶瓷刀具
陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能和良好的高温力学性能，与金属的亲合力小，不易与金属产生粘结，并且化学稳定性好。因此，陶瓷刀具可以加工传统刀具难以加工或根本不能加工的超硬材料，实现以车代磨，从而可以免除退火，简化工艺，大幅度地节省工时和电力；陶瓷刀具的最佳切削速度可以比硬质合金刀具高3-10倍，而且刀具寿命长，可减少换刀次数，从而大大提高切削加工生产效率。近年来，由于控制了原料的纯度和晶粒尺寸，添加了各种碳化物、氮化物、硼化物、氧化物和晶须等，采用多种增韧机制进行增韧补强，使得陶瓷刀具材料的抗弯强度、断裂韧性和抗冲击性能都大幅度提高，应用范围日益广泛，可以用于高速切削、干切削和硬切削，切削效率大大提高。
3金属陶瓷刀具
金属陶瓷有较高室温硬度、高温硬度及良好的耐磨性、抗氧化能力强和化学稳定性好。金属陶瓷材料主要包括高耐磨性TiC基硬质合金(Tic+Ni或No)、高韧性TiC基硬质合金(TiC+TaC+wc)、强韧TiN基硬质合金(以TiN为主体)、高强韧性TiCN基硬质合金(TicN+NbC)等。金属陶瓷刀具可在300—500m／min的切削速度范围内高速加工钢和合金钢，精加工铸铁。此外金属陶瓷还可制成钻头、铣刀和滚刀。
4立方氮化硼(CBN)刀具
立方氮化硼具有超硬特性、高热稳定性和高化学稳定性。立方氮化硼刀具是高速精加工或半精加工淬硬钢、冷硬铸铁和高温合金等的理想刀具材料。
5金刚石刀具
金刚石刀具有两种：天然金刚石刀具和人造金刚石刀具。天然金刚石的价格昂贵，目前已经被人造金刚石所代替。人造聚晶金刚石(PCD)是以石墨为原料，加入催化剂经高温高压烧结而成。在烧结过程中由于添加剂的加入，使金刚石晶体间形成以TiC、SiC、Fe、Co和Ni等为主要成分的结合桥，金刚石以共价键的结合形式牢固地嵌于结合桥构成坚固的骨架中，使PCD的强度和韧性都有了很大提高。
由于PCD结合桥具有导电性使得PCD便于切割成形，且成本低于天然金刚石PCD刀片可分为整体聚晶金刚石刀片和聚晶金刚石复合刀片。
6性能优异的高速钢和硬质合金复杂刀具
高性能钴高速钢、粉末冶金高速钢和整体硬质合金材料已成为制造滚刀、剃齿刀、插齿刀等齿轮刀具的主流刀具材料，可用于齿轮的高速切削。用硬质合金粉末和高速钢粉末配制成的新型粉末冶金材料制成的齿轮滚刀，滚切速度可达到150—180m／min。再对其进行TiAIN涂层处理后，可用于高速干切齿轮。
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