随着全球机加工水平不断进步
，刀具生产制造技术也逐步发展
，从刀具材料方面来讲
，近代金属切削刀具材料从碳素工具钢
、高速钢发展到今日硬质合金
、立方氮化硼等超硬刀具材料，使切削速度从每分钟几米飚升到千米乃至万米
。
随着数控机床难加工材料不断发展
，刀具实有难以招架之势
。要实现高速切削
、干切削
、硬切削必须有好刀具材料
。影响金属切削发展诸多因素
，刀具材料起着决定性作用
。
高速钢
高速钢自1900年面世至2000年
，尽管各种超硬材料不断涌现
，但始终未能动摇其切削刀具霸主地位
，2000年以后硬质合金已成为高速钢“天敌”,正持续不断地侵蚀着高速钢刀具市场份额
，但对于某些如螺纹刀具
、拉削刀具等对韧性要求较高刀具
，高速钢仍可与硬质合金“分庭抗礼”,甚至占明显优势
。
据有关方面统计分析
，2004年我国生产高速钢7.8万吨
，几乎占全球产量50%,生产了约25亿件刀具
，其近20亿件低档出口
。2005年全国高速钢产量8.3万吨
，其低合金高速钢（钨当量6%~12%）占40%左右
，刀具生产
、销售情况2004年差不多
。从整体形势分析，目前最突出矛盾低档产品恶性膨胀
，而高档产品严重短缺
，或者说高端失守
、低端混战，倘任其自由发展
，高速钢刀具切削领域地位只会越来越低
，甚至退出
，将市场拱手让给外国佬
。
人们习惯上将高速钢分为四大类
：
1）通用高速钢（HSS）
以W18Cr4V为代表HSS曾辉煌过一个世纪
，为我国刀具行业做出过杰出历史性贡献
，但由于还存不少弊端
，现已逐步淡出市场
；M2钢市场份额已由上世纪90年代60%~70%下降到目前20%~30%;9341我国自行研制HSS,市场份额占20%左右
，W7
、M7等其他HSS产量比较低
。HSS已占高速钢总量60%以上
。由于HSS强韧性较高耐磨性
、红硬性等优异性能
，丝锥
、拉刀等刀具领域
，还会牢牢守住一块地盘
，不过阵地逐年减少
。
2）高性能高速钢（HSS-E）
HSS-E指HSS成分基础上加入Co
、Al等合金元素
，并适当增加含碳量
，以提高耐热性
、耐磨性钢种
。这类钢红硬性比较高
，经625℃×4h后硬度仍保持60HRC以上
，刀具耐用度为HSS刀具1.5~3倍
。
以M35
、M42为代表HSS-E产量逐年增加
，501我国自产高性能高速钢
，成形铣刀
、立铣刀等方面应用十分普遍
，复杂刀具方面应用也比较成功
。由于数控机床
、加工心
、高难加工材料发展迅速
，HSS-E刀具材料亦逐步增加
。
3）粉末高速钢（HSS-PM）
冶炼高速钢相比
，HSS-PM力学性能有显着提高
。硬度相同条件下
，后者强度比前者高20%~30%,韧性提高1.5~2倍
，国外应用十分普遍
。我国上世纪70年代曾研制出多种牌号HSS-PM,并投入市场
，但不知何故夭折
，现各工具厂所用材料均系进口
。值得欣喜
，河冶科技股份有限公司（原河北冶金研究院）已能生产HSS-PM,并小批量供货
，效果不错
。由于资源日益枯竭HSS-PM自身优良综合性能及市场需求
，HSS-PM必将会有一个长足进步
。
4）低合金高速钢（DH）
由于合金资源越来越少
、成套麻花钻出口及低速切削工具需要
，钢厂工具厂共同开发出301
、F205
、D101等多种牌号DH.2003年我国生产高速钢6万吨
，其DH两万吨
，占高速钢1/3;2004年DH占高速钢40%,2005年、2006年仍呈增长势头
。但其水分不少
，有些根本不属高速钢
，硬度也达不到63HRC,也被标以HSS.
硬质合金
机械制造业需要“高精度
、高效率
、高可靠性专用化”经营理念
，当代刀具制造使用领域
，“效率第一”理念已经取代了传统“性能价格比”老概念
，这一变化为高技术含量高效刀具发展扫清了障碍
。
硬质合金不仅具有较高耐磨性
，而且韧性也较高（超硬材料相比）
，所以得到广泛应用
，展望未来
，它仍然应用最广泛刀具材料
。从历届机床工具博览会上可以看出
，硬质合金可转位刀具几乎覆盖了所有刀具品种
。随着科学技术发展刀具技术进步
，硬质合金性能得到很大改善
：一开发了提高韧性1~2μm细颗粒硬质合金
；二开发了涂层硬质合金
。与高速钢刀具相比
，硬质合金涂层刀具市场份额增长幅度更大
，因为高温高速切削参数下
，高强度更为重要
。
现代切削刀具
，硬质合金大展其威
，展望未来
，刀具材料无疑硬质合金天下
。
超硬刀具材料
超硬材料指以金刚石为代表具有很高硬度物质总称
。超硬材料范畴虽没有一个严格规定
，但人们习惯上把金刚石硬度接近于金刚石硬度材料称为超硬材料
。
1）金刚石
金刚石目前世界上已发现最硬一种材料
。金刚石刀具具有高硬度
、高耐磨性高导热性等性能
，有色金属非金属加工得到广泛应用
，尤其铝硅铝合金高速切削加工
，如轿车发动机缸体
、缸盖
、变速箱各种活塞等加工
，金刚石刀具难以替代主要切削刀具
。近年来
，由于数控机床普及数控加工技术高速发展
，可实现高效率
、高稳定性
、长寿命加工金刚石刀具应用日渐普及
。金刚石刀具现将来都数控加工不可缺少重要刀具
。
2）立方氮化硼（CBN）
立方氮化硼氮化硼同素异构体
，其结构与金刚石相似
，硬度高达8000~9000HV,耐热度达1400℃
，耐磨性好
。近年来开发多晶立方氮化硼（PCBN）高温高压下将微细CBN颗粒通过结合相烧结一起多晶材料
，既能胜任淬硬钢（45~65HRC）
、轴承钢（60~64HRC）
、高速钢（63~66HRC）
、冷硬铸铁粗车精车
，又能胜任高温合金
、热喷涂材料
、硬质合金及其他难加工材料高速切削加工
。
3）陶瓷刀具
陶瓷刀具最有发展潜力刀具之一
，目前已引起世界工具界重视
。工业发达德国
，约70%加工铸件工序由陶瓷刀具来完成
，而日本陶瓷刀具年消耗量已占刀具总量8%~10%.由于数控机床
、高效无污染切削
、被加工材料硬等因素
，迫使刀具材料必须更新换代
，陶瓷刀具正顺乎潮流
，不断改革创新
，Al2O3陶瓷基体添加20%~30%SiC晶液制成晶须增韧陶瓷材料
，SiC晶须作用犹如钢筋混凝土钢筋
，它能成为阻挡或改变裂纹扩展方向障碍物
，使刀具韧性大幅度提高
，一种很有发展前途刀具材料
。为了提高纯氧化铝陶瓷韧性
，加入含量小于10%金属
，构成所谓金属陶瓷
，这类刀具材料具有强大生命力
，正以强劲势头向前发展
，也许将来会自成一系
，成为刀具材料家族新成员
。
陶瓷刀具主要原料Al2O3
、SiO2
、碳化物等
，它们地壳最富足资源
，发展此类刀具不存原料来源问题
。因此
，开发应用陶瓷刀具有重要战略意义深远历史意义
。
由于切削加工机床切削技术突飞猛进
，迫使刀具被动式同步
。刀具材料发展趋势
，向着高效率
、高速度
、高寿命方向发展
。各种刀具材料发展
，硬质合金（包括涂层硬质合金）一枝独秀
；HSS将进一步萎缩
；HSS-E增幅缓慢
；HSS-PM将有长足进步
；DH还会继续膨胀扰乱市场
，不过好景不长
；超硬刀具材料有广阔发展空间
，将继续扩大应用比例
。形成了以硬质合金为主线
，各种材料既有独特优点应用范围
，又互相发展
、互相竞争
，又相互有所取代补充整体格局
。