Les matériaux pour outils de coupe de métaux actuellement utilisés peuvent être divisés en neuf types, allant de l'acier rapide-(avec la vitesse de coupe la plus faible et la pire résistance à l'usure) aux outils en diamant polycristallin (PCD) (avec les meilleures performances à haute-vitesse), les outils en carbure ayant la plus grande application, représentant 80 % des ventes totales de divers outils. Les outils CBN ont une excellente résistance à la chaleur et peuvent couper des matériaux durs à des températures élevées, mais ne peuvent pas usiner des métaux mous.
Les vitesses de coupe auxquelles ces matériaux d'outils peuvent résister augmentent progressivement de haut en bas. La coupe à grande vitesse-exige également des matériaux d'outils présentant une bonne ténacité, une résistance élevée aux chocs et une bonne résistance à l'usure.
1. De manière générale, les outils à faible-performances, tels que l'acier rapide-et le carbure non revêtu, sont largement utilisés dans les processus de coupe ordinaires, mais leurs performances à haute-vitesse sont médiocres. Les outils hautes-performances, tels que les outils PCD, sont les matériaux les plus durs de tous les outils, possédant une très haute résistance à l'usure et des capacités de vitesse très élevées. Ils démontrent pleinement leur supériorité dans l'usinage à grande vitesse-des métaux non-ferreux et des matériaux non-métalliques, la chaleur de coupe n'ayant presque aucun effet sur eux. Cependant, sa résistance aux chocs est médiocre et ses performances thermiques sont très médiocres lors de la coupe de matériaux en acier et en fonte. En effet, lors de l'usinage à grande vitesse des métaux ferreux, les atomes de carbone présents dans le matériau de l'outil se diffusent dans la pièce, provoquant une usure accélérée de l'outil.
2. Les outils en carbure ont le plus grand volume d'applications, représentant 80 % des ventes totales de divers outils. Pour la coupe rapide des métaux, 90 % des outils en carbure sont utilisés. Le carbure a une résistance aux chocs relativement bonne, mais ses performances à grande vitesse - sont médiocres. De plus, les outils de coupe à grande vitesse-doivent également avoir une dureté à chaud et une stabilité chimique élevées, que le carbure ne peut pas satisfaire.
3. Les outils CBN ont une excellente résistance à la chaleur et peuvent couper des matériaux durs à haute température, mais ils ne peuvent pas usiner des métaux mous. Les avantages de plusieurs matériaux d'outils différents sont pris en compte. Le développement de nouveaux matériaux d'outils possédant simultanément une ténacité aux chocs et une résistance élevée à l'usure, et l'application d'un revêtement de surface d'un matériau présentant une bonne dureté à chaud et une bonne résistance à l'usure à un matériau de matrice d'outil présentant une bonne ténacité aux chocs, créent de nouveaux outils qui combinent souvent les avantages des deux matériaux. Ces outils ont une large gamme d'applications dans la coupe à grande vitesse-.
4. Guidés par cette idée, de nouveaux outils de coupe pour matériaux composites, tels que les outils à revêtement en carbure-, les outils à revêtement CBN- et les outils à revêtement PCD-, sont apparus pour s'adapter à la coupe à grande vitesse-de divers matériaux métalliques. Les outils en carbure revêtus adaptés à la coupe à grande vitesse-, en raison de l'utilisation de matériaux de revêtement avec une bonne résistance à la chaleur et une dureté élevée, ainsi que de la technologie de revêtement multi-couche, ont une plage de coupe plus large et une durée de vie plus longue, et leurs performances de coupe sont nettement supérieures à celles du carbure non revêtu. Par conséquent, le carbure revêtu a une forte tendance à remplacer le carbure ordinaire non revêtu.
La technologie de revêtement d'outils n'est pas seulement applicable aux outils en carbure, mais a également obtenu de bons résultats sur d'autres matériaux d'outils. Les outils en céramique conviennent également à la coupe à grande vitesse-et sont devenus une partie importante de la recherche et du développement de matériaux d'outils ces dernières années. En raison de leur bonne résistance aux chocs, de leur ténacité et de leur forte résistance aux chocs thermiques, ils sont très adaptés à l'usinage à grande vitesse-.