擴散磨損在高溫、高壓下、數控刀片材料與工件材料中某些化學(xué)元素在固態(tài)小互相擴散，即硬質(zhì)合金中的Ti、w、Co等元素想鋼中擴散，而工件中的Fe、C等元素向數控刀片擴散、導致刀面的硬度、強度下降、脆性增加，刀具磨損加劇。此即擴散磨損，擴散磨損是硬質(zhì)合金刀具早高溫(800"900°C)下切削產(chǎn)生磨損的主要原因之一。
一般W、Co的擴散速度較Ti、Ta快，所以YT類(lèi)硬質(zhì)合金的高溫切削性能比YG類(lèi)好。相變磨損用高速鋼刀具切削時(shí)，當切削溫度超過(guò)其相變溫度(550"600°C)時(shí)，數控刀片的金相組織就會(huì )發(fā)生變化，使硬度下降，磨損加快，故相變磨損是高速鋼數控刀片磨損的主要原因之一?；瘜W(xué)磨損在一定溫度下，切削區周?chē)橘|(zhì)、如空氣、切削液等、與刀具材料發(fā)生化學(xué)反應，形成一些疏松脆弱的化合物。這些化合物容易被切削與工件擦傷帶走而造成數控刀片磨損

刀具的發(fā)展在人類(lèi)進(jìn)步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28～前20世紀，就已出現黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰國后期(公元世紀)，由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。當時(shí)的鉆頭和鋸，與現代的扁鉆和鋸已有些相似之處。然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀后期，伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來(lái)的。1783年，法國的勒內制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。那時(shí)的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒和．懷特發(fā)明高速工具鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。在采用合金工具鋼時(shí)，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時(shí)，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時(shí)，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價(jià)格比較昂貴，刀具出現焊接和機械夾固式結構。1949～1950年間，美國開(kāi)始在車(chē)刀上采用可轉位刀片，不久即應用在銑刀和其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專(zhuān)利。1972年，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。1969年，瑞典山特維克鋼廠(chǎng)取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專(zhuān)利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強度和韌性，與表層的高硬度和耐磨性結合起來(lái)，從而使這種復合材料具有更好的切削性能

高速銑削工藝在汽車(chē)、飛機和模具制造業(yè)中應用廣泛。由于銑刀高速旋轉時(shí)刀具各部分承受的離心力已遠遠超過(guò)切削力本身的作用而成為刀具的主要載荷，而離心力達到一定程度時(shí)會(huì )造成刀具變形甚至破裂，因此研究高速銑刀的安全性技術(shù)對發(fā)展高速銑削技術(shù)有著(zhù)極其重要的意義

標準草案規定了高速切削的速度界限，超過(guò)該速度后離心力將成為銑刀的主要載荷，采用安全技術(shù)。在刀具直徑與高速切削范圍關(guān)系圖，曲線(xiàn)以上區域為該標準規定的銑刀經(jīng)過(guò)安全檢驗的高速切削范圍：對于直徑d1≤32mm的單件刀具（整體或焊接刀具），其切削速度超過(guò)10000m/mm為高速切削范圍；對于直徑d1>32mm的裝配式機夾刀具，高速切削范圍為線(xiàn)段BC以上區域。高速銑刀的安全失效形式有兩種：變形和破裂。不同類(lèi)型銑刀的安全試驗方法也不同。對于機夾可轉位銑刀，有兩種安全試驗方法：一種方法是在1.6倍大使用轉速下進(jìn)行試驗，刀具的性變形或零件的位移不超過(guò)0.05mm；另一種方法是在2倍于大使用轉速下試驗，刀具不發(fā)生破裂（包括夾緊刀片的螺釘被剪斷、刀片或其他夾緊元件被甩飛、刀體的爆裂等）。而對于整體式銑刀，則在2倍于大使用轉速條件下試驗而不發(fā)生彎曲或斷裂

制造刀具的材料具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學(xué)惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等)，并不易變形。通常當材料硬度高時(shí)，耐磨性也高；抗彎強度高時(shí)，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性，以及良好的可加工性，現代仍是應用廣的刀具材料，其次是硬質(zhì)合金。聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，及合金、塑料和玻璃鋼等；碳素工具鋼和合金工具鋼只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。硬質(zhì)合金可轉位刀片已用化學(xué)氣相沉積涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具，也可用于高速鋼刀具，如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴散和熱傳導的障壁，使刀具在切削時(shí)的磨損速度減慢，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1～3倍以上。

刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對于加工效率、加工質(zhì)量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應克服的一個(gè)關(guān)鍵。對于石墨刀具，普通的TiAlN涂層可在選材上適當選擇韌性相對較好一點(diǎn)的，也就是鈷含量稍高一點(diǎn)的；對于金剛石涂層石墨刀具，可在選材上適當選擇硬度相對較好一點(diǎn)的，也就是鈷含量稍低一點(diǎn)的