Odată cu creșterea vitezei de tăiere, rata de îndepărtare a metalului este mult îmbunătățită. Rata de deformare ridicată a materialelor (aproximativ 1,67 × 10⁵/s la o viteză de tăiere de 500 m/min și o temperatură de tăiere care atinge 1400 de grade) face ca procesul de formare a așchiilor și diferitele fenomene care apar pe suprafața de contact dintre unealtă și piesa de prelucrat să fie diferite de cele în condiții tradiționale de tăiere. Duritatea la cald și uzura sculei devin probleme critice. Pentru a obține o viteză mare de tăiere-, materialele adecvate și tehnologiile de fabricare a sculelor sunt esențiale.
Materialele folosite în prezent pentru sculele de tăiere a metalelor pot fi împărțite în nouă categorii, de la oțel-rapid, care are cea mai mică viteză de tăiere și cea mai slabă rezistență la uzură, până la unelte cu diamant policristalin, care au cea mai bună performanță-la viteză mare. Tăierea cu viteză mare-necesită, de asemenea, materiale de scule cu tenacitate bună, rezistență ridicată la impact și rezistență bună la uzură.
În general, uneltele cu-performanță mai scăzută, cum ar fi oțelul-rapid și carbura cimentată neacoperită, sunt utilizate pe scară largă în procesele obișnuite de tăiere, dar performanța lor la-viteză mare este slabă. Uneltele de tăiere-de înaltă performanță, cum ar fi sculele cu diamant policristalin (PCD), sunt cele mai dure dintre toate materialele pentru scule, având rezistență la uzură și capacități de viteză extrem de ridicate. Căldura de tăiere nu are aproape niciun efect asupra acestora, ceea ce le face deosebit de superioare în prelucrarea cu viteză mare-a metalelor neferoase și a materialelor ne{-metalice. Cu toate acestea, rezistența la impact este slabă, iar performanța lor termică este foarte slabă la tăierea oțelului și a fontei. Acest lucru se datorează faptului că, în timpul tăierii cu viteză mare-a metalelor feroase, atomii de carbon din materialul sculei difuzează în piesa de prelucrat, accelerând uzura sculei.
Uneltele din carbură au cel mai mare volum de aplicare, reprezentând 80% din vânzările totale de scule. 90% din tăierea metalului la viteze obișnuite utilizează scule din carbură. Carbura are o rezistență la impact relativ bună, dar performanța la viteză mare-este slabă. În plus, uneltele de tăiere cu viteză mare-trebuie să aibă duritate la cald și stabilitate chimică extrem de ridicate, cerințe pe care carbura nu le poate îndeplini.
Uneltele CBN au o rezistență excelentă la căldură, permițându-le să taie materiale dure la temperaturi ridicate, dar sunt scumpe și nu pot prelucra metale moi. Materialele ceramice pe bază de aluminiu-, cu stabilitatea lor chimică bună, sunt potrivite-pentru acest tip de prelucrare, dar le lipsește duritatea la cald și nu pot fi utilizate pentru prelucrarea cu-viteză mare.
Una dintre principalele probleme care trebuie rezolvate în cercetarea sculelor de tăiere cu viteză mare-este combinarea avantajelor diferitelor materiale pentru scule și dezvoltarea de noi materiale pentru scule care posedă simultan rezistență la impact și rezistență ridicată la uzură. Noile scule sunt create prin acoperirea unui material cu matrice de scule cu o rezistență bună la impact cu un material care are o duritate bună la cald și rezistență la uzură, combinând adesea avantajele ambelor materiale. Aceste unelte au o gamă largă de aplicații pentru tăierea cu viteză mare-.
Ghidate de această idee, au apărut noi materiale compozite pentru scule, cum ar fi sculele acoperite cu carbură cimentată, sculele acoperite cu CBN și sculele acoperite cu PCD, pentru a se potrivi tăierii cu viteză mare-a diferitelor materiale metalice.
Uneltele din carbură cimentată acoperită, potrivite pentru tăiere cu viteză mare-, datorită utilizării materialelor de acoperire cu rezistență bună la căldură și duritate ridicată, precum și tehnologiei de acoperire cu mai multe-strat, au o gamă largă de tăiere și o durată lungă de viață, iar performanța lor de tăiere este semnificativ mai bună decât cea a carburii cimentate neacoperite. Prin urmare, carbura cimentată acoperită prezintă o tendință puternică de înlocuire a carburii cimentate obișnuite neacoperite.
Tehnologia de acoperire a sculei nu este aplicabilă numai sculelor din carbură cimentată, ci obține și rezultate bune pe alte materiale pentru scule, cum ar fi cermet și ceramică.
Uneltele de tăiere din ceramică sunt, de asemenea, potrivite pentru tăierea cu viteză mare-și reprezintă o parte importantă a cercetării și dezvoltării materialelor pentru scule din ultimii ani. Uneltele de tăiere din ceramică armată-Whisker sunt fabricate dintr-un material special, iar rezistența lor excelentă la impact, tenacitatea și rezistența la șocuri termice le fac bine-potrivite pentru prelucrarea la-viteză mare.
O altă provocare pentru sculele de tăiere-de mare viteză este șlefuirea sau presarea canelurilor de spargere a așchiilor cu o anumită geometrie pe inserție pentru a obține spargerea așchiilor și a controla direcția așchiilor. Aceasta este o tehnologie crucială pentru îmbunătățirea eficienței prelucrării și a durabilității sculei.
Uneltele de tăiere cu viteză mare-ar trebui să aibă o rezistență excelentă la impact, rezistență la șocuri termice, o rezistență mai bună la căldură, rezistență la uzură și stabilitate chimică, precum și performanțe superioare de rupere a așchiilor și să fie adaptabile la o gamă mai largă de aplicații de tăiere a metalelor.