A vágási sebesség növekedésével a fémeltávolítási sebesség jelentősen javul. Az anyagok nagy nyúlási sebessége (kb. 1,67 × 10⁵/s 500 m/perc forgácsolási sebességnél és 1400 fokos forgácsolási hőmérsékletnél) a forgácsképződés folyamatát és a szerszám és a munkadarab érintkezési felületén fellépő különféle jelenségeket eltér a hagyományos forgácsolási körülményektől. A szerszám forró keménysége és szerszámkopása kritikus problémává válik. A nagy sebességű{7}}vágás eléréséhez elengedhetetlenek a megfelelő szerszámanyagok és szerszámgyártási technológiák.
A jelenleg használt fémvágószerszámok kilenc kategóriába sorolhatók, kezdve a nagy{0}}sebességű acéltól, amely a legalacsonyabb vágási sebességgel és a legrosszabb kopásállósággal rendelkezik, a polikristályos gyémántszerszámokig, amelyek a legjobb -sebességű teljesítményt nyújtják. A nagy sebességű-vágáshoz jó szívósságú, nagy ütésállóságú és jó kopásállóságú szerszámanyagokra van szükség.
Általánosságban elmondható, hogy a gyengébb -teljesítményű szerszámokat, például a nagy-sebességű acélt és a bevonat nélküli keményfémet széles körben használják a közönséges forgácsolási folyamatokban, de a nagy-sebességű teljesítményük gyenge. A nagy -teljesítményű vágószerszámok, mint például a polikristályos gyémánt (PCD) szerszámok, a legkeményebbek az összes szerszámanyag közül, rendkívül nagy kopásállósággal és sebességgel rendelkeznek. A vágási hő szinte semmilyen hatással nincs rájuk, így különösen kiválóak a nem-vasfémek és nem{8}}fémes anyagok nagy sebességű megmunkálásában. Az ütésállóságuk azonban gyenge, a hőteljesítményük pedig nagyon gyenge acél és öntöttvas vágásakor. Ennek az az oka, hogy a vasfémek nagy sebességű-vágása során a szerszám anyagában lévő szénatomok bediffundálnak a munkadarabba, felgyorsítva a szerszám kopását.
A keményfém szerszámok felhasználási mennyisége a legnagyobb, a teljes szerszámeladás 80%-át teszi ki. A normál sebességű fémvágások 80%-át a keményfém szerszámok teszik ki. A keményfém ütésállósága viszonylag jó, de nagy sebességű{3}}teljesítménye gyenge. Ezenkívül a nagy sebességű{5}}vágószerszámoknak rendkívül nagy melegkeménységgel és kémiai stabilitással kell rendelkezniük, amelyeknek a keményfém nem képes megfelelni.
A CBN szerszámok kiváló hőállósággal rendelkeznek, lehetővé téve kemény anyagok magas hőmérsékleten történő vágását, de drágák és nem képesek lágy fémeket megmunkálni. Az alumínium-alapú kerámiaanyagok jó kémiai stabilitásukkal jól-alkalmasak az ilyen típusú megmunkálásokhoz, de nincs melegkeménységük, és nem használhatók nagy-sebességű megmunkálásra.
A nagy sebességű{0}}vágószerszámok kutatásának egyik fő megoldandó problémája a különböző szerszámanyagok előnyeinek ötvözése és olyan új szerszámanyagok kifejlesztése, amelyek egyszerre rendelkeznek ütésállósággal és nagy kopásállósággal. Új szerszámok jönnek létre, ha egy jó ütésállóságú szerszámmátrix anyagot olyan anyaggal vonnak be, amely jó melegkeménységgel és kopásállósággal rendelkezik, gyakran kombinálva a két anyag előnyeit. Ezek a szerszámok széleskörű alkalmazási körrel rendelkeznek a nagy sebességű-vágásban.
Ettől az ötlettől vezérelve új kompozit szerszámanyagok, például keményfém bevonatú szerszámok, CBN bevonatú szerszámok és PCD bevonatú szerszámok jelentek meg, amelyek alkalmasak különféle fémanyagok nagy sebességű{0}}vágására.
A nagy sebességű-vágásra alkalmas bevonatos cementált keményfém szerszámok a jó hőállóságú és nagy keménységű bevonóanyagok használatának, valamint a többrétegű bevonat technológiának köszönhetően széles vágási tartománnyal és hosszú élettartammal rendelkeznek, a vágási teljesítményük pedig lényegesen jobb, mint a bevonat nélküli cementált keményfémé. Ezért a bevont cementált keményfém erős tendenciát mutat a szokásos bevonat nélküli cementált keményfém helyettesítésére.
A szerszámbevonat-technológia nem csak a cementált keményfém szerszámokra alkalmazható, hanem más szerszámanyagokon is jó eredményeket ér el, mint például cermet és kerámia.
A kerámia vágószerszámok nagy sebességű{0}}vágásra is alkalmasak, és az elmúlt évek szerszámanyag-kutatásának és fejlesztésének fontos részét képezik. A Whisker-erősítésű kerámia vágószerszámok speciális anyagból készülnek, és kiváló ütésállóságuk, szívósságuk és hősokkállóságuk miatt jól-alkalmasak a nagy-sebességű megmunkáláshoz.
A nagy sebességű{0}}vágószerszámok másik kihívása az, hogy meghatározott geometriájú forgácstörő hornyokat csiszoljanak vagy préseljenek a lapkára a forgácstörés elérése és a forgácsirány szabályozása érdekében. Ez egy kulcsfontosságú technológia a megmunkálási hatékonyság és a szerszám tartósságának javításához.
A nagy sebességű vágószerszámoknak kiváló ütésállósággal, hősokkállósággal, jobb hőállósággal, kopásállósággal és vegyi stabilitással, valamint kiváló forgácstörési teljesítménnyel kell rendelkezniük, és a fémforgácsolási alkalmazások széles skálájához kell igazodniuk.