A megmunkálás típusa és a munkadarab anyaga alapján a megfelelő szerszámanyag kiválasztása, a szerszám és a munkadarab anyagok közötti összhang biztosítása a megmunkálóiparban köztudott. Az ehhez az egyeztetéshez szükséges pontos feltételeket azonban nem ismerik általánosan. Az alábbiakban megvitatjuk, hogyan érik el a szerszám- és munkadarab-anyagok mechanikai, fizikai és kémiai tulajdonságaik illeszkedését.
Szerszám és munkadarab anyagok mechanikai tulajdonságainak egyeztetése
A mechanikai tulajdonságok elsősorban olyan paraméterek tervezését jelentik, mint a szilárdság, a szívósság és a keménység mind a szerszám, mind a munkadarab esetében. A különböző szerszámanyagok a hajlítószilárdság szerint csökkenő sorrendben vannak elrendezve: gyorsacél, cementált keményfém, kerámiaszerszámok, gyémánt és köbös bór-nitrid szerszámok; szívósság szerinti csökkenő sorrendben: gyorsacél, keményfém, köbös bór-nitrid, gyémánt és kerámia szerszámok; és a keménység szerint csökkenő sorrendben: gyémántszerszámok, köbös bór-nitrid szerszámok, kerámiaszerszámok, keményfém és gyorsacél{3}.
A mechanikai tulajdonságok különbségei lehetővé teszik, hogy a szerszámok alkalmazkodjanak a különböző munkadarab-anyagok megmunkálási igényeihez. A vágószerszám keménységének nagyobbnak kell lennie, mint a megmunkált munkadarab keménységének. Ezért a nagy-keménységű munkadarab anyagokhoz még nagyobb keménységű vágószerszámok szükségesek. Általában minél nagyobb a vágószerszám anyagának keménysége, annál jobb a kopásállósága, de ez hatással lesz a szilárdságra és a szívósságra. Nagy-keménységű, nagy-kopásálló-szerszámokat általában nagyoláshoz, míg valamivel kisebb keménységűeket általában simításhoz használnak.
Ezenkívül a kiváló magas hőmérsékletű{0}}mechanikai tulajdonságokkal rendelkező vágószerszámok kiváló választást jelentenek a nagy-sebességű vágáshoz. Például a kerámia vágószerszámok rendelkeznek a fent említett előnyökkel, és nagyon nagy sebességgel tudnak vágni. Megengedett forgácsolási sebességük 2-10-szer nagyobb lehet, mint a keményfém vágószerszámoké.
A vágószerszám anyaga és a munkadarab fizikai tulajdonságainak egyeztetése Az itt említett fizikai tulajdonságok főként olyan paramétereket foglalnak magukban, mint az anyag hővezető képessége, olvadáspontja és hőtágulási együtthatója. A vágószerszám hővezető képességének ki kell egészítenie a munkadarab hővezető képességét. Rossz hővezető képességű munkadarabok megmunkálásakor nagy hővezető képességű vágószerszámot kell használni a forgácsolási hő időben történő elvezetésére és a szerszám és a munkadarab méretpontosságának megőrzésére.
A vágószerszámok különféle anyagai a hőállóság csökkenő sorrendjében vannak elrendezve: köbös bór-nitrid, kerámia, titán-karbid-alapú cementált keményfém, WC-alapú ultrafinom-szemcsés cementált keményfém, gyémánt és HSS; a hővezető képesség csökkenő sorrendjében: PCD, köbös bór-nitrid, WC-alapú cementált karbid, titán-karbid-alapú cementált karbid, HSS, Si3N4-alapú kerámiák és Al2O3{10}}alapú kerámiák; a hőtágulási együttható csökkenő sorrendjében: HSS, WC-alapú cementált karbid, titán-karbid-alapú cementált karbid, Al2O3 alapú kerámiák, PCBN, Si3N4 alapú kerámiák és PCD; és a hősokkállóság csökkenő sorrendjében: HSS, WC-alapú cementált karbid, Si3N4 alapú kerámiák, köbös bór-nitrid, PCD, titán-karbid alapú cementált karbid és Al2O3 alapú kerámiák.
A szerszám anyagok és a munkadarabok kémiai tulajdonságainak megfeleltetése.
A kémiai tulajdonságok közé tartozik, hogy a szerszámnak és a munkadarabnak van-e kémiai affinitása, képes-e kémiai reakciókon menni, és olyan jelenségek, mint a diffúzió és az oldódás. Ha ezek a jelenségek előfordulnak, az a szerszám és az anyag közötti eltérésre utal.
A különféle szerszámanyagok az acélhoz való tapadásgátló hőmérsékletük szerint csökkenő oxidációállósági hőmérsékletük szerint csökkenő sorrendben: kerámia, köbös bór-nitrid, cementált karbid, gyémánt és HSS; a diffúziós intenzitás szerint csökkenő sorrendben az acél felé: gyémánt, Si3N4 alapú kerámia, köbös bór-nitrid és Al2O3 alapú kerámia; és a diffúziós intenzitás csökkenő sorrendjében a titánig: Al2O3 alapú kerámia, köbös bór-nitrid, SiC, Si3N4 és gyémánt.