動作中、切削工具は大きな切削圧力、摩擦、衝撃力にさらされ、高い切削温度が発生します。このような高温、高圧、-、高摩擦の環境で作業すると、不適切な材料を使用すると、工具がすぐに磨耗したり破損したりする可能性があります。したがって、工具材料はいくつかの基本要件を満たしている必要があります。
1. 高い硬度と優れた耐摩耗性
硬度は工具材料が持つべき基本的な特性です。ワークから切りくずを除去するための工具の硬度は、ワークの材質の硬度よりも高くなければなりません。金属材料の切削に使用される工具の刃先の硬度は、一般的に60HRC以上です。
炭素工具鋼材料の場合、硬度は室温で 62 HRC 以上である必要があります。ハイス-の硬度は 63～70 HRC です。超硬工具の硬度は 89 ～ 93 HRC です。
耐摩耗性は、工具材料の耐摩耗性です。一般に工具素材の硬度が高いほど耐摩耗性は向上します。硬度が高く、数値が大きくなるほど、粒子が小さくなり、工具材料の金属組織における硬質点（炭化物や窒化物など）の分布がより均一になり、耐摩耗性が向上します。また、工具材料の化学組成、強度、微細構造、摩擦ゾーンの温度にも関係します。
2. 十分な強度と靭性
切削時に発生する高い圧力や衝撃、振動による欠けや破損を防ぐために、工具の材質には十分な強度と靭性が必要です。一般に、靭性が高いほど、より大きな切削抵抗に耐えることができます。
3. 高い耐熱性
耐熱性は工具材料の切削性能の主要な指標です。通常、高温での高い硬度、耐摩耗性、強度、靱性を維持する能力によって測定され、高温硬度とも呼ばれます。
工具材料の高温硬度が高いほど、耐熱性が向上し、高温での塑性変形や摩耗に対する耐性が強くなり、許容切削速度が高くなります。-
-工具材料には、高温硬度に加えて、高温での酸化に耐える能力や、付着や拡散に対する優れた耐性も必要です。この特性を化学的安定性と呼びます。
4. 優れた熱物性と耐熱衝撃性
工具材料の熱伝導率が高いほど、切削熱が切削ゾーンから伝導しやすくなり、工具材料の切削部分の温度が低下し、工具の摩耗が軽減されます。
熱伝導率が大きいということは、熱がより容易に伝導し、工具表面の温度勾配が減少することを意味します。熱膨張係数が小さいため、熱変形を軽減できます。また、弾性率が小さいと、熱膨張によって生じる交番応力の振幅を小さくできます。
耐熱衝撃性に優れた工具素材は、加工時に切削液を使用することができます。
5. 良好な加工性
工具は優れた切削性能を備えているだけでなく、製造が容易である必要があります。これには、工具材料が鍛造性能、熱処理性能、溶接性能、研削性能、高温塑性変形などの良好な加工性を備えていることが必要です。-
6. 経済効率
経済性は工具材料の重要な指標の一つです。工具材料の開発は、経済的および戦略的に重要な国の実際の資源状況と組み合わせる必要があります。
一部のツールはユニットあたりの価格が非常に高価ですが、耐用年数が長いため、部品あたりのコストは必ずしも高くありません。したがって、ツールを選択する際には経済性を考慮する必要があります。さらに、高度な加工システムでは、工具にはある程度の予測可能性と高い信頼性を備えた、安定した信頼性の高い切削性能が求められます。