ナイフの急速な発展は、18世紀後半の蒸気機関やその他の機械の開発を伴いました。
1783年、フランスのルネは最初にフライスを製造しました。 1923年、ドイツのSchroeterは超硬合金を発明しました。 超硬合金を使用すると、高速度鋼の2倍以上の効率が得られ、切削加工されたワークの表面品質と寸法精度も大幅に向上します。
高速度鋼と超硬合金は比較的高価であるため、1938年にドイツのDegussaCompanyはセラミックナイフの特許を取得しました。 1972年、米国のGeneral Electric Companyは、多結晶合成ダイヤモンドと多結晶立方晶窒化ホウ素ブレードを製造しました。 これらの非金属工具材料により、工具をより高速で切断できます。
1969年、スウェーデンのSandvik Steel Plantは、化学蒸着による炭化チタン被覆炭化物ブレードの製造に関する特許を取得しました。 1972年、米国のバンサーとラゴランは、超硬合金または高速度鋼工具の表面に炭化チタンまたは窒化チタンの硬質層をコーティングするための物理蒸着法を開発しました。 表面コーティング法は、母材の高強度・靭性と表層の高硬度・耐摩耗性を兼ね備えているため、切削性能に優れています。
高温、高圧、高速、腐食性の流体媒体で動作する部品のため、加工が困難な材料がますます使用され、切削処理の自動化レベルと加工精度の要件がますます高まっています。 。 工具の角度を選択する際には、ワークの材質、工具の材質、加工特性（荒削り、仕上げ）など、状況に応じて合理的に選択する必要のある多くの要因の影響を考慮する必要があります。
一般的な工具材料：高速度鋼、超硬合金（サーメットを含む）、セラミック、CBN（立方晶窒化ホウ素）、PCD（多結晶ダイヤモンド）、硬度が他よりも硬いため、一般に、切削速度も1つです。他よりも高いです。
工具材料性能の分析
高速度鋼：
通常の高速度鋼と高性能高速度鋼に分けることができます。
W18Cr4Vなどの通常の高速度鋼は、さまざまな複雑な工具の製造に広く使用されています。 普通鋼の切削速度は一般的に40〜60m / minと高速ではありません。
W12Cr4V4Moなどの高性能高速度鋼は、通常の高速度鋼に炭素含有量、バナジウム含有量を加え、コバルト、アルミニウムなどの元素を添加して作られています。 その耐久性は通常の高速度鋼の1.5〜3倍です。
炭化物：
GB2075-87（190規格を参照）によると、P、M、Kの3つのカテゴリに分類できます。Pタイプの超硬合金は主に長い切りくずのある鉄金属の処理に使用され、青はマークとして使用されます。 Mタイプは主に鉄金属および非鉄金属の処理に使用され、黄色をマークとして使用します。これは汎用超硬合金とも呼ばれ、Kタイプは主にショートカット鉄金属、非鉄金属、および非鉄金属の処理に使用されます。金属素材、赤を目印にしています。
P、M、Kの後ろにあるアラビア数字は、その性能と、処理中の耐荷重条件または処理条件を示します。 数値が小さいほど硬度が高くなり、靭性が低下します。
セラミック：
セラミック材料は優れた耐摩耗性を備えており、従来の工具では処理が困難または不可能な高硬度材料を処理できます。 さらに、セラミック切削工具は、焼きなまし処理の消費電力を回避できるため、ワークピースの硬度を高め、機械設備の耐用年数を延ばすことができます。
セラミック刃と金属の摩擦が小さく、切断時に刃にくっつきにくく、刃先がたまりにくく、高速切断が可能です。 したがって、同じ条件下で、ワークピースの表面粗さは比較的小さい。 工具の耐久性は、従来の工具の数倍または数十倍も高く、処理中の工具交換の回数を減らします。 高温耐性、良好な赤色硬度。 1200℃で連続カットできます。 したがって、セラミックインサートの切削速度は超硬合金の切削速度よりもはるかに速くなる可能性があります。 GGクォートを研削する代わりに、高速切削を実行したり、GGクォートを実現したりすることができます。 切削効率は従来の工具の3〜10倍であり、工数、電気、工作機械の30％〜70％以上を節約できます。
CBN：
これは、現在知られている2番目に高い硬度の材料です。 CBN複合シートの硬度は一般的にHV3000〜5000であり、熱安定性と高温硬度が高く、1000℃でも耐酸化性に優れています。 1200℃〜1300℃では酸化が起こり、鉄系材料と化学的に反応しません。 熱伝導率が良く、摩擦係数が低い。
多結晶ダイヤモンドPCD：
ダイヤモンドナイフは、高硬度、高圧縮強度、優れた熱伝導率、耐摩耗性を特徴とし、高速切削で高い加工精度と加工効率を得ることができます。 PCDの構造は、配向の異なる細粒ダイヤモンド焼結体であるため、バインダーを添加しても、単結晶ダイヤモンドよりも硬度、耐摩耗性が低くなっています。 非鉄金属および非金属材料との親和性は非常に小さく、チップは加工プロセス中に工具先端に付着して、構成刃先を形成するのは容易ではありません。
材料のそれぞれの適用範囲：
高速度鋼：主に成形工具や複雑な形状など、高い靭性を必要とする場合に使用されます。
超硬合金：最も広い適用範囲で、基本的には乾燥する可能性があります。
セラミック：主に硬い部品の旋削、鋳鉄部品の荒加工および高速加工に使用されます。
CBN：主に硬い部品の旋削や鋳鉄部品の高速加工に使用されます（一般的に、耐摩耗性、耐衝撃性、耐破壊性の点でセラミックよりも効率的です）。
PCD：主に非鉄および非金属材料の高効率切削に使用されます。
工具材料用のCNC工作機械の要件
高い硬度と耐摩耗性
工具の切削部分の硬度は、被削材の硬度よりも高くなければなりません。 工具材料の硬度が高いほど、耐摩耗性が高くなります。 室温での工具材料の硬度はHRC62以上である必要があります。
十分な強度と靭性
この工具は、過度の切削時に大きな圧力に耐え、衝撃や振動の条件下で動作する場合があります。 工具の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、曲げ強度は工具材料の強度を表すために使用されます。 衝撃値は、工具材料の靭性を表すために使用されます。
高い耐熱性
耐熱性とは、高温での硬度、耐摩耗性、強度、靭性を維持するための工具材料の性能を指します。 工具材料の切削性能を測定するための主要な指標です。 この性能は、工具材料の赤硬度とも呼ばれます。
より良い熱伝導率
工具材料の熱伝導率が高いほど、工具が伝達する熱が多くなり、工具の切削温度を下げ、工具の耐久性を向上させるのに役立ちます。
良い技量
工具の加工・製造を容易にするために、工具材料は、鍛造、圧延、溶接、切削、研削性、熱処理特性、工具材料の高温塑性変形性能などの優れたプロセス特性を備えている必要があります。 超硬合金およびセラミック工具の場合この材料には、優れた焼結および圧力成形特性も必要です。