काटने की गति में वृद्धि के साथ, धातु हटाने की दर में काफी सुधार हुआ है। सामग्रियों की उच्च तनाव दर (500 मीटर/मिनट की काटने की गति पर लगभग 1.67 × 10⁵/सेकंड और काटने का तापमान 1400 डिग्री तक पहुंच जाता है) चिप निर्माण प्रक्रिया और उपकरण और वर्कपीस के बीच संपर्क सतह पर होने वाली विभिन्न घटनाओं को पारंपरिक काटने की स्थिति से अलग बनाता है। उपकरण की गर्म कठोरता और उपकरण का घिसना गंभीर मुद्दे बन जाते हैं। उच्च गति काटने के लिए, उपयुक्त उपकरण सामग्री और उपकरण निर्माण प्रौद्योगिकियाँ आवश्यक हैं।
वर्तमान में उपयोग की जाने वाली धातु काटने के उपकरण सामग्री को नौ श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें उच्च गति वाले स्टील से लेकर, जिसकी काटने की गति सबसे कम और सबसे खराब पहनने का प्रतिरोध है, पॉलीक्रिस्टलाइन हीरे के उपकरण तक, जिनकी उच्च गति का प्रदर्शन सबसे अच्छा है। उच्च गति से काटने के लिए अच्छी कठोरता, उच्च प्रभाव प्रतिरोध और अच्छे पहनने के प्रतिरोध वाली उपकरण सामग्री की भी आवश्यकता होती है।
आम तौर पर कहें तो, कम {{0}प्रदर्शन वाले उपकरण, जैसे कि उच्च{{1}स्पीड स्टील और अनकोटेड सीमेंटेड कार्बाइड, का व्यापक रूप से सामान्य काटने की प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है, लेकिन उनकी उच्च-स्पीड का प्रदर्शन खराब होता है। उच्च प्रदर्शन वाले काटने के उपकरण, जैसे कि पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड (पीसीडी) उपकरण, सभी उपकरण सामग्रियों में से सबसे कठिन हैं, जिनमें अत्यधिक उच्च पहनने के प्रतिरोध और गति क्षमताएं होती हैं। गर्मी काटने का उन पर लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, जिससे वे अलौह धातुओं और अलौह धातुओं की उच्च गति मशीनिंग में विशेष रूप से बेहतर बन जाते हैं। हालांकि, उनका प्रभाव प्रतिरोध खराब है, और स्टील और कच्चा लोहा काटते समय उनका थर्मल प्रदर्शन बहुत खराब है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि लौह धातुओं को उच्च गति से काटने के दौरान, उपकरण सामग्री में कार्बन परमाणु वर्कपीस में फैल जाते हैं, जिससे उपकरण घिसाव में तेजी आती है।
कार्बाइड उपकरणों में सबसे अधिक अनुप्रयोग मात्रा होती है, जो कुल उपकरण बिक्री का 80% है। सामान्य गति से धातु काटने के लिए कार्बाइड उपकरणों का उपयोग किया जाता है। कार्बाइड में अपेक्षाकृत अच्छी प्रभाव शक्ति होती है, लेकिन इसकी उच्च गति का प्रदर्शन खराब होता है। इसके अलावा, उच्च गति वाले काटने वाले उपकरणों में अत्यधिक गर्म कठोरता और रासायनिक स्थिरता होनी चाहिए, ये आवश्यकताएं कार्बाइड को पूरा नहीं कर सकती हैं।
सीबीएन उपकरणों में उत्कृष्ट गर्मी प्रतिरोध होता है, जो उन्हें उच्च तापमान पर कठोर सामग्री को काटने की अनुमति देता है, लेकिन वे महंगे होते हैं और नरम धातुओं को मशीनीकृत नहीं कर सकते। एल्युमीनियम आधारित सिरेमिक सामग्री, अपनी अच्छी रासायनिक स्थिरता के साथ, इस प्रकार की मशीनिंग के लिए उपयुक्त हैं, लेकिन गर्म कठोरता की कमी है और उच्च गति मशीनिंग के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता है।
उच्च गति काटने वाले उपकरण अनुसंधान में हल की जाने वाली मुख्य समस्याओं में से एक विभिन्न उपकरण सामग्रियों के फायदों को संयोजित करना और नई उपकरण सामग्री विकसित करना है जिसमें एक साथ प्रभाव क्रूरता और उच्च पहनने का प्रतिरोध हो। नए उपकरण टूल मैट्रिक्स सामग्री को अच्छी प्रभाव कठोरता के साथ अच्छी गर्म कठोरता और पहनने के प्रतिरोध वाली सामग्री के साथ कोटिंग करके बनाए जाते हैं, जो अक्सर दोनों सामग्रियों के फायदों को जोड़ती है। इन उपकरणों में उच्च गति कटिंग में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है।
इस विचार से प्रेरित होकर, नई मिश्रित उपकरण सामग्री जैसे सीमेंटेड कार्बाइड लेपित उपकरण, सीबीएन लेपित उपकरण और पीसीडी लेपित उपकरण विभिन्न धातु सामग्रियों की उच्च गति से काटने के लिए उभरे हैं।
लेपित सीमेंटेड कार्बाइड उपकरण उच्च गति से काटने के लिए उपयुक्त होते हैं, क्योंकि अच्छी गर्मी प्रतिरोध और उच्च कठोरता के साथ कोटिंग सामग्री के उपयोग के साथ-साथ बहु-परत कोटिंग तकनीक में व्यापक काटने की सीमा और लंबी सेवा जीवन होती है, और उनका काटने का प्रदर्शन अनकोटेड सीमेंटेड कार्बाइड की तुलना में काफी बेहतर होता है। इसलिए, लेपित सीमेंटेड कार्बाइड साधारण अनकोटेड सीमेंटेड कार्बाइड की जगह लेने का एक मजबूत रुझान दिखा रहा है।
टूल कोटिंग तकनीक न केवल सीमेंटेड कार्बाइड उपकरणों पर लागू होती है, बल्कि अन्य उपकरण सामग्री, जैसे कि सेरमेट और सिरेमिक पर भी अच्छे परिणाम प्राप्त करती है।
सिरेमिक काटने के उपकरण उच्च गति से काटने के लिए भी उपयुक्त हैं और हाल के वर्षों में उपकरण सामग्री अनुसंधान और विकास का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। व्हिस्कर {{2}प्रबलित सिरेमिक काटने के उपकरण एक विशेष सामग्री से बने होते हैं, और उनके उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध, क्रूरता और थर्मल शॉक प्रतिरोध उन्हें उच्च गति मशीनिंग के लिए अच्छी तरह से {{3}उपयुक्त बनाते हैं।
उच्च गति काटने वाले उपकरणों के लिए एक और चुनौती चिप ब्रेकिंग और चिप दिशा को नियंत्रित करने के लिए एक विशिष्ट ज्यामिति के चिप ब्रेकर खांचे को पीसना या दबाना है। मशीनिंग दक्षता और उपकरण स्थायित्व में सुधार के लिए यह एक महत्वपूर्ण तकनीक है।
उच्च गति काटने वाले उपकरणों में उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध, थर्मल शॉक प्रतिरोध, बेहतर गर्मी प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता के साथ-साथ बेहतर चिप तोड़ने का प्रदर्शन होना चाहिए, और धातु काटने के अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अनुकूल होना चाहिए।