Működés közben a vágószerszámok jelentős vágási nyomásnak, súrlódásnak és ütési erőnek vannak kitéve, ami magas vágási hőmérsékletet eredményez. Ebben a magas-hőmérsékletű, nagy-nyomású és nagy-súrlódású környezetben végzett munka során a nem megfelelő anyagok használata a szerszám gyors elhasználódását vagy törését okozhatja. Ezért a szerszámanyagoknak számos alapvető követelménynek kell megfelelniük.
1. Nagy keménység és jó kopásállóság
A keménység olyan alapvető tulajdonság, amellyel a szerszámanyagoknak rendelkezniük kell. Ahhoz, hogy egy szerszám forgácsot vágjon le egy munkadarabból, keménységének nagyobbnak kell lennie, mint a munkadarab anyagának keménysége. A fémanyagok vágására használt szerszámok vágóélének keménysége általában 60 HRC felett van.
Szén szerszámacél anyagok esetén a keménységnek 62 HRC felett kell lennie szobahőmérsékleten; a gyorsacél -keménysége 63-70 HRC; és a cementált keményfém szerszámok keménysége 89-93 HRC.
A kopásállóság a szerszám anyagának azon képessége, hogy ellenáll a kopásnak. Általában minél nagyobb a szerszám anyagának keménysége, annál jobb a kopásállósága. Minél nagyobb a keménység, annál nagyobb a szám, annál kisebbek a részecskék, és minél egyenletesebb a kemény pontok (például karbidok és nitridek) eloszlása a szerszám anyagának metallográfiai szerkezetében, annál jobb a kopásállóság. Összefügg a szerszám anyagának kémiai összetételével, szilárdságával, mikroszerkezetével és a súrlódási zóna hőmérsékletével is.
2. Elegendő szilárdság és szívósság
A forgácsolás és törés elkerülése érdekében, amikor a szerszám nagy nyomásnak van kitéve, valamint a vágás során általában fellépő ütések és vibrációk miatt, a szerszám anyagának kellő szilárdságúnak és szívósnak kell lennie. Általában minél nagyobb a szívósság, annál nagyobb vágóerőt tud ellenállni.
3. Magas hőállóság
A hőállóság a szerszámanyagok vágási teljesítményének fő mutatója. Általában a magas keménység, kopásállóság, szilárdság és szívósság magas hőmérsékleten való megtartásának képességén mérik, más néven forró keménységnek.
Minél nagyobb a szerszám anyagának magas hőmérsékletű-keménysége, annál jobb a hőállóság, annál erősebb a képlékeny deformációval és kopással szembeni ellenállás magas hőmérsékleten, és annál nagyobb a megengedett vágási sebesség.
A magas hőmérsékletű{0}}keménység mellett a szerszámanyagoknak ellenállniuk kell a magas hőmérsékleten történő oxidációnak, valamint jó adhéziós és diffúziós ellenállásnak is kell lenniük. Ezt a tulajdonságot kémiai stabilitásnak nevezik.
4. Jó hőfizikai tulajdonságok és hősokkállóság
Minél jobb a szerszámanyag hővezető képessége, annál könnyebben vezeti el a forgácsolási hőt a vágási zónától, így csökken a szerszám anyagának forgácsoló részének hőmérséklete és csökken a szerszámkopás.
A nagyobb hővezető képesség azt jelenti, hogy a hő könnyebben elvezethető, így csökken a hőmérsékleti gradiens a szerszám felületén; egy kis hőtágulási együttható csökkentheti a termikus deformációt; egy kis rugalmassági modulus pedig csökkentheti a hőtágulás okozta váltakozó feszültség amplitúdóját.
A jó hősokkállóságú szerszámanyagok a megmunkálás során vágófolyadékokkal együtt használhatók.
5. Jó feldolgozhatóság
A szerszámoknak nemcsak jó vágási teljesítménnyel kell rendelkezniük, hanem könnyen gyárthatóknak is. Ez megköveteli a szerszám anyagának jó feldolgozhatóságát, például kovácsolási teljesítményt, hőkezelési teljesítményt, hegesztési teljesítményt, köszörülési teljesítményt és magas hőmérsékletű képlékeny deformációt{1}}.
6. Gazdasági hatékonyság
A gazdaságosság a szerszámanyagok egyik fontos mutatója. A szerszámanyagok fejlesztését össze kell kapcsolni az ország tényleges erőforrás-helyzetével, amely jelentős gazdasági és stratégiai jelentőséggel bír.
Bár egyes szerszámok egységenként nagyon drágák, alkatrészenkénti költségük nem feltétlenül magas a hosszú élettartamuk miatt. Ezért az eszközök kiválasztásakor figyelembe kell venni a gazdaságosságot. Ezenkívül a fejlett megmunkálási rendszerekben a szerszámoknak stabil és megbízható vágási teljesítményre van szükségük, bizonyos fokú kiszámíthatósággal és nagy megbízhatósággal.