Derzeit verwendete Materialien für Metallschneidwerkzeuge können in neun Typen unterteilt werden, die von Schnellarbeitsstahl (mit der niedrigsten Schnittgeschwindigkeit und der schlechtesten Verschleißfestigkeit) bis zu Werkzeugen aus polykristallinem Diamant (PKD) (mit der besten Hochgeschwindigkeitsleistung) reichen, wobei Hartmetallwerkzeuge die größte Anwendung finden und 80 % des Gesamtumsatzes verschiedener Werkzeuge ausmachen. CBN-Werkzeuge haben eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und können harte Materialien bei hohen Temperaturen schneiden, aber keine weichen Metalle bearbeiten.
Die Schnittgeschwindigkeiten, denen diese Werkzeugmaterialien standhalten, nehmen von oben nach unten allmählich zu. Hochgeschwindigkeitsschneiden erfordert außerdem Werkzeugmaterialien mit guter Zähigkeit, hoher Schlagfestigkeit und guter Verschleißfestigkeit.
1. Im Allgemeinen werden Werkzeuge mit geringerer{1}Leistung, wie z. B. Schnellarbeitsstahl und unbeschichtetes Hartmetall, in gewöhnlichen Schneidprozessen häufig verwendet, aber ihre Hochgeschwindigkeitsleistung ist schlecht. Hochleistungswerkzeuge wie PKD-Werkzeuge sind die härtesten aller Werkzeugmaterialien und verfügen über eine sehr hohe Verschleißfestigkeit und sehr hohe Geschwindigkeitsfähigkeiten. Ihre Überlegenheit zeigen sie voll und ganz bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Nicht-metallen und nicht-metallischen Werkstoffen, wobei die Schneidwärme nahezu keinen Einfluss auf sie hat. Allerdings ist seine Schlagfestigkeit schlecht und seine thermische Leistung beim Schneiden von Stahl- und Gusseisenmaterialien sehr schlecht. Dies liegt daran, dass beim Hochgeschwindigkeitsschneiden von Eisenmetallen Kohlenstoffatome im Werkzeugmaterial in das Werkstück diffundieren, was zu einem beschleunigten Werkzeugverschleiß führt.
2. Hartmetallwerkzeuge haben das größte Anwendungsvolumen und machen 80 % des Gesamtumsatzes verschiedener Werkzeuge aus. Für das normale Schnellschneiden von Metall werden 90 % Hartmetallwerkzeuge verwendet. Hartmetall weist eine relativ gute Schlagzähigkeit auf, seine Hochgeschwindigkeitsleistung ist jedoch schlecht. Darüber hinaus müssen Hochgeschwindigkeitsschneidwerkzeuge auch eine hohe Warmhärte und chemische Stabilität aufweisen, die Hartmetall nicht erreichen kann.
3. CBN-Werkzeuge haben eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und können harte Materialien bei hohen Temperaturen schneiden, weiche Metalle können sie jedoch nicht bearbeiten. Dabei werden die Vorteile verschiedener Werkzeugmaterialien berücksichtigt. Durch die Entwicklung neuer Werkzeugmaterialien, die gleichzeitig Schlagzähigkeit und hohe Verschleißfestigkeit aufweisen, und durch das Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung aus einem Material mit guter Warmhärte und Verschleißfestigkeit auf ein Werkzeugmatrixmaterial mit guter Schlagzähigkeit entstehen neue Werkzeuge, die häufig die Vorteile beider Materialien vereinen. Diese Werkzeuge haben ein breites Anwendungsspektrum beim Hochgeschwindigkeitsschneiden.
4. Geleitet von dieser Idee sind neue Schneidwerkzeuge aus Verbundwerkstoffen entstanden, wie z. B. hartmetall-beschichtete Werkzeuge, CBN-beschichtete Werkzeuge und PKD-beschichtete Werkzeuge, die für das Hochgeschwindigkeitsschneiden verschiedener Metallmaterialien geeignet sind. Beschichtete Hartmetallwerkzeuge, die für das Hochgeschwindigkeitsschneiden geeignet sind, verfügen aufgrund der Verwendung von Beschichtungsmaterialien mit guter Hitzebeständigkeit und hoher Härte sowie der mehrschichtigen Beschichtungstechnologie über einen größeren Schnittbereich und eine längere Standzeit und ihre Schneidleistung ist der von unbeschichtetem Hartmetall deutlich überlegen. Beschichtetes Hartmetall tendiert daher stark dazu, gewöhnliches unbeschichtetes Hartmetall zu ersetzen.
Die Werkzeugbeschichtungstechnologie ist nicht nur auf Hartmetallwerkzeuge anwendbar, sondern hat auch bei anderen Werkzeugmaterialien gute Ergebnisse erzielt. Keramikwerkzeuge eignen sich auch für das Hochgeschwindigkeitsschneiden und sind in den letzten Jahren zu einem wichtigen Bestandteil der Forschung und Entwicklung von Werkzeugmaterialien geworden. Aufgrund ihrer guten Schlagfestigkeit, Zähigkeit und starken Thermoschockbeständigkeit eignen sie sich hervorragend für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.