机械加工发展的总趋势是高效、高精度、高柔性和环境意识的增强。在机械加工领域，切削（磨削）加工是应用最为广泛的加工方法。高速切削是切削加工的发展方向，已成为切削加工的主流，是先进制造技术的重要共性关键技术。高速切削技术的推广应用，将大大提高生产效率和加工质量，降低成本。高速切削技术的发展和应用取决于机床和刀具技术的进步，其中刀具材料的进步起着决定性的作用。
研究表明，高速切削时，随着切削速度的提高，切削力减小，切削温度上升很高，达到一定值后上升逐渐减缓。刀具损坏的主要原因是在切削力和切削温度作用下的机械摩擦、粘结、化学磨损、崩刃、破碎和塑性变形等磨损和损坏。因此，对高速切削最重要的要求是 切削刀具 材料的性能主要有力学性能、热物理性能、高温下的抗粘结性能、化学稳定性（氧化性、扩散性、溶解性等）以及抗热震性和抗涂层裂纹性等。基于这种要求，近20年来已开发出了许多适用于高速切削的刀具材料，可在不同的切削条件下切削各种工件材料。
虽然我们一直希望得到既有高硬度保证刀具耐磨性，又有高韧性防止刀具断裂的刀具材料，但目前的技术发展还没有找到这样性能优越的刀具材料，无法兼得。因此在实际操作中我们会根据需要选择更合适的刀具材料。在粗加工时优先考虑刀具材料的韧性；在精加工时优先考虑刀具材料的硬度。当然，人们也期望通过超高的切削速度加工来获得更好的效果。
加工铝合金材料
易切削铝合金在航空航天工业中应用十分广泛，适用刀具有K10、K20、PCD等，切削速度为2000~4000m/min，进给速度为3~12m/min，刀具前角为12°~18°，后角为10°~18°，刃倾角可达25°。
铸造铝合金根据基体Si含量的不同选用不同的刀具。Si含量小于12%的铸造铝合金可选用K10、Si3N4刀具。Si含量大于12%时，可选用PKD（人造金刚石）、PCD（聚晶金刚石）和CVD金刚石涂层刀具。Si含量为16%~18%的硅过硅铝合金，最好选用PCD或CVD金刚石涂层刀具，切削速度为1100m/min，进给量为0.125mm/r。
加工铸铁材料
或铸件，当切削速度大于350m/min时称为高速加工，切削速度对刀具的选择有很大影响，切削速度低于750m/min时，可选用涂层硬质合金、金属陶瓷等；切削速度为510~2000m/min时，可选用Si3N4陶瓷刀具；切削速度为2000~4500m/min时，可选用CBN刀具。铸件的金相组织对高速切削刀具的选择有一定影响，当切削速度大于500m/min加工以珠光体为主的铸件时，可选用CBN或Si3N4。
当铁素体占主导地位时，由于扩散磨损，刀具磨损严重。无论是否使用CBN，都应使用陶瓷刀具。例如，当结合相为金属Co，平均晶粒尺寸为3um，CBN含量大于90%~95%，V=700m/min时，BZN6000适用于加工铁素体含量较高的灰铸铁。采用陶瓷（AIN+AIB2）结合相，平均晶粒尺寸为10um，CBN含量为90%~95%的安博石刀片，在加工珠光体含量较高的灰铸铁时，当切削速度小于1100m/min时，刀具寿命随切削速度的增加而增加。
加工普通钢材
切削速度对钢件表面质量影响很大，经研究，其最佳切削速度为500~800m/min。目前，涂层硬质合金刀具、金属陶瓷刀具、非金属陶瓷刀具、CBN刀具均可作为钢件高速切削的刀具材料，其中涂层硬质合金刀具可使用切削液。用PVD涂层法生产的TiN涂层刀具的耐磨性优于用CVD涂层法生产的涂层刀具，因为前者能很好地保持切削刃的形状，从而使加工后的零件获得较高的精度和表面质量。
金属陶瓷刀具目前占有较大的市场份额，以TC-Ni-Mo为基体的金属陶瓷化学稳定性好，但抗弯强度和导热性较差，适用于小进给、小切削深度的精加工，切削速度为400~800m/min。以TiCN为基体，结合剂中钼少、钨多的金属陶瓷兼具强度与耐磨性，加入TiN可增加金属陶瓷的韧性，加工钢或铸铁时切削深度可达2~3mm。
加工高硬度钢材料
高硬度钢（HRC40~70）的高速切削刀具可以是金属陶瓷刀具、陶瓷刀具、TiC涂层硬质合金刀具、PCBN刀具等。金属陶瓷可以是以TiC为基本成分，添加TiN的金属陶瓷。它的硬度和断裂韧性与硬质合金大致相当，而导热系数却不到硬质合金的1/10，具有优良的抗氧化、抗粘着和耐磨性。另外，它在高温下具有良好的力学性能，与钢的亲和力小，适用于中高速（200m/min左右）模具钢SKD加工。金属陶瓷特别适合切槽。陶瓷刀具可用于切削硬度为HRC63的工件材料。如果在切削前对工件进行淬火，可以实现“以切代磨”。
切削淬火硬度为HRC48~58的45钢时，切削速度可选用150~180m/min，进给量为0.3~0.4min/r，切削深度可选用2~4mm。在切削速度100m/min左右时，可用粒度1um、TiC含量为20%~30%的AI203-TiC陶瓷刀具加工抗剥落性能好的高硬度钢。当切削速度高于1000m/min时，PCBN是最佳刀具材料，CBN含量大于90%的PCBN刀具适用于加工淬硬工具钢（如HRC55的H13工具钢）。
高温镍基合金材料的加工
Inconel718镍基合金是典型的难加工材料，具有较高的高温强度、动态剪切强度、较低的热扩散系数，在切削过程中易产生加工硬化，导致刀具切削区温度较高，磨损加快。高速切削该合金时，主要采用陶瓷和CBN刀具。碳化硅晶须增强氧化铝陶瓷在100~300m/min时可获得较长的刀具寿命。当切削速度高于500m/min时，添加TiC的氧化铝陶瓷刀具磨损较小，而在100~300m/min时缺口磨损较大。
氮化硅陶瓷（Si3N4）也可用于加工Inconel718合金，一般认为，SiC晶须增强陶瓷加工Inconel718的最佳切削条件为：切削速度700m/min、切削深度1~2mm、进给量0.1~0.18mm/z，且Sialon陶瓷韧性较高，适合切削固溶处理的Inconel 718（HRC45）合金。AI203-SiC晶须增强陶瓷适合加工硬度较低的镍基合金。
加工钛合金（Ti6Al6V2Sn）材料
钛合金具有较高的强度和冲击韧性，硬度略低于Inconel718，但其加工硬化十分严重，因此切削时会产生高温和严重的刀具磨损。试验表明，用直径10mm的硬质合金K10两刃螺旋铣刀（螺旋角为30°）高速铣削钛合金，可获得满意的刀具寿命，切削速度可高达628m/min，每齿进给量可为0.06~0.12mm/z。钛合金连续高速车削的切削速度不宜超过200m/min。
加工复合材料
航空航天用先进复合材料过去多采用硬质合金和PCD，硬质合金的切削速度有限，但在900℃以上的高温下，PCD刀片与硬质合金或高速钢刀体在焊接处熔化，而陶瓷刀具可实现300m/min左右的高速切削。
