ด้วยความเร็วตัดที่เพิ่มขึ้น อัตราการขจัดโลหะจึงดีขึ้นอย่างมาก อัตราความเครียดสูงของวัสดุ (ประมาณ 1.67 × 10⁵/วินาที ที่ความเร็วตัด 500 ม./นาที และอุณหภูมิในการตัดสูงถึง 1,400 องศา ) ทำให้กระบวนการสร้างเศษและปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวสัมผัสระหว่างเครื่องมือและชิ้นงานแตกต่างจากกระบวนการตัดแบบดั้งเดิม ความแข็งจากความร้อนและการสึกหรอของเครื่องมือกลายเป็นปัญหาสำคัญ เพื่อให้บรรลุการตัดด้วยความเร็วสูง- วัสดุเครื่องมือที่เหมาะสมและเทคโนโลยีการผลิตเครื่องมือถือเป็นสิ่งสำคัญ
วัสดุเครื่องมือตัดโลหะที่ใช้ในปัจจุบันสามารถแบ่งได้เป็นเก้าประเภท ตั้งแต่เหล็กกล้าความเร็วสูง-ซึ่งมีความเร็วตัดต่ำที่สุดและทนทานต่อการสึกหรอแย่ที่สุด ไปจนถึงเครื่องมือเพชรโพลีคริสตัลไลน์ซึ่งมีสมรรถนะความเร็วสูง-ดีที่สุด การตัดด้วยความเร็วสูง-ยังต้องใช้วัสดุเครื่องมือที่มีความเหนียวดี ทนต่อแรงกระแทกสูง และทนทานต่อการสึกหรอได้ดี
โดยทั่วไปแล้ว เครื่องมือที่มีสมรรถนะต่ำกว่า- เช่น เหล็กความเร็วสูง-และซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ไม่เคลือบนั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการตัดทั่วไป แต่ประสิทธิภาพที่ความเร็วสูง-นั้นต่ำ เครื่องมือตัดประสิทธิภาพสูง- เช่น เครื่องมือเพชรโพลีคริสตัลไลน์ (PCD) เป็นวัสดุเครื่องมือที่แข็งที่สุดในบรรดาวัสดุเครื่องมือทั้งหมด โดยมีความสามารถในการต้านทานการสึกหรอและความเร็วได้สูงมาก ความร้อนจากการตัดแทบไม่มีผลกระทบใดๆ เลย ทำให้มีความเหนือกว่าเป็นพิเศษในการตัดเฉือน-โลหะที่ไม่ใช่เหล็กและวัสดุที่ไม่ใช่เหล็กด้วยความเร็วสูง- อย่างไรก็ตาม ความต้านทานแรงกระแทกต่ำ และประสิทธิภาพความร้อนต่ำมากเมื่อตัดเหล็กและเหล็กหล่อ เนื่องจากในระหว่างการตัดโลหะที่เป็นเหล็กด้วยความเร็วสูง-อะตอมของคาร์บอนในวัสดุเครื่องมือจะกระจายเข้าไปในชิ้นงาน ส่งผลให้เครื่องมือสึกหรอเร็วขึ้น
เครื่องมือคาร์ไบด์มีปริมาณการใช้งานมากที่สุด โดยคิดเป็น 80% ของยอดขายเครื่องมือทั้งหมด. 90% ของการตัดโลหะที่ความเร็วปกติที่ใช้เครื่องมือคาร์ไบด์ คาร์ไบด์มีความเหนียวในการรับแรงกระแทกค่อนข้างดี แต่ประสิทธิภาพที่ความเร็วสูง-นั้นต่ำ นอกจากนี้ เครื่องมือตัดความเร็วสูง-จะต้องมีความแข็งขณะร้อนและความเสถียรทางเคมีที่สูงมาก ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่คาร์ไบด์ไม่สามารถตอบสนองได้
เครื่องมือ CBN มีความต้านทานความร้อนได้ดีเยี่ยม ทำให้สามารถตัดวัสดุแข็งที่อุณหภูมิสูงได้ แต่มีราคาแพงและไม่สามารถตัดเฉือนโลหะอ่อนได้ วัสดุเซรามิกที่ทำจากอะลูมิเนียม-ซึ่งมีความเสถียรทางเคมีที่ดี -เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดเฉือนประเภทนี้ แต่ไม่มีความแข็งที่ร้อน และไม่สามารถใช้กับการตัดเฉือนที่ความเร็วสูง-ได้
ปัญหาหลักประการหนึ่งที่ต้องแก้ไขในการวิจัยเครื่องมือตัดความเร็วสูง-คือการรวมข้อดีของวัสดุเครื่องมือที่แตกต่างกัน และพัฒนาวัสดุเครื่องมือใหม่ซึ่งมีความทนทานต่อแรงกระแทกและความต้านทานการสึกหรอสูงไปพร้อมๆ กัน เครื่องมือใหม่ถูกสร้างขึ้นโดยการเคลือบวัสดุเมทริกซ์เครื่องมือที่มีความเหนียวในการรับแรงกระแทกที่ดีด้วยวัสดุที่มีความแข็งเมื่อร้อนและทนต่อการสึกหรอได้ดี ซึ่งมักจะรวมข้อดีของวัสดุทั้งสองเข้าด้วยกัน เครื่องมือเหล่านี้มีการใช้งานที่หลากหลายในการตัดด้วยความเร็วสูง-
ด้วยแนวคิดนี้ วัสดุเครื่องมือคอมโพสิตใหม่ๆ เช่น เครื่องมือเคลือบซีเมนต์คาร์ไบด์ เครื่องมือเคลือบ CBN และเครื่องมือเคลือบ PCD ได้เกิดขึ้นเพื่อให้เหมาะกับการตัด-วัสดุโลหะต่างๆ ด้วยความเร็วสูง
เครื่องมือเคลือบซีเมนต์คาร์ไบด์ที่เหมาะสำหรับการตัดด้วยความเร็วสูง- เนื่องจากการใช้วัสดุเคลือบที่มีความต้านทานความร้อนและความแข็งสูงได้ดี ตลอดจนเทคโนโลยีการเคลือบหลายชั้น- จึงมีช่วงการตัดที่กว้างและอายุการใช้งานที่ยาวนาน และประสิทธิภาพการตัดก็ดีกว่าประสิทธิภาพการตัดของซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ไม่เคลือบอย่างมาก ดังนั้นซีเมนต์คาร์ไบด์ที่เคลือบจึงมีแนวโน้มที่แข็งแกร่งในการทดแทนซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ไม่เคลือบธรรมดา
เทคโนโลยีการเคลือบเครื่องมือไม่เพียงใช้ได้กับเครื่องมือซีเมนต์คาร์ไบด์เท่านั้น แต่ยังให้ผลลัพธ์ที่ดีกับวัสดุเครื่องมืออื่นๆ เช่น เซอร์เมตและเซรามิก
เครื่องมือตัดเซรามิกยังเหมาะสำหรับการตัดความเร็วสูง-และเป็นส่วนสำคัญของการวิจัยและพัฒนาวัสดุเครื่องมือในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่องมือตัดเซรามิกเสริมวิสเกอร์-ทำจากวัสดุพิเศษ และทนทานต่อแรงกระแทก ความทนทาน และทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างดีเยี่ยม ทำให้เครื่องมือเหล่านี้-เหมาะสมสำหรับการตัดเฉือนด้วยความเร็วสูง-
ความท้าทายอีกประการหนึ่งสำหรับเครื่องมือตัดความเร็วสูง-คือการเจียรหรือการกดร่องร่องคายเศษที่มีรูปทรงเฉพาะเจาะจงลงบนเม็ดมีดเพื่อให้เกิดการหักเศษและควบคุมทิศทางของเศษ นี่เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดเฉือนและความทนทานของเครื่องมือ
เครื่องมือตัดความเร็วสูง-ควรมีความต้านทานแรงกระแทก ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อน ทนความร้อน ทนต่อการสึกหรอ และความเสถียรทางเคมีได้ดีกว่า รวมถึงประสิทธิภาพการหักเศษที่เหนือกว่า และสามารถปรับให้เข้ากับการใช้งานตัดโลหะได้หลากหลายยิ่งขึ้น