高速切削技術發展應用決定于機床刀具技術進步，其刀具材料進步起決定性作用。研究表明，高速切削時，隨著切削速度提高，切削力減小，切削溫度上升很高，達到一定值后上升逐漸趨緩。造成刀具損壞最主要原因切削力切削溫度作用下機械摩擦、粘結、化學磨損、崩刃、破碎以及塑性變形等磨損破損，因此高速切削刀具材料最主要要求高溫時力學性能、熱物理性能、抗粘結性能、化學穩定性（氧化性、擴散性、溶解度等）抗熱震性能以及抗涂層破裂性能等。
　　基于這一要求，近20多年來，發展了一批適于高速切削刀具材料，可不同切削條件下，切削加工各種工件材料。
　　雖然我們總希望得到既有高硬度以保證刀具耐磨性，又有高韌性來防止刀具碎裂，但目前技術發展還沒有找到如此優越性能刀具材料，魚于熊掌無法兼得。因此，我們會實際按照需要選用更合適刀具材科：粗加工時優先考慮刀具材料韌性，精加工時優先考慮刀具材料硬度。當然人們還期待著以超高切削速度進行加工而獲得更好效果。下面僅就常見工件材料及刀具相關情況做如下簡單介紹。
　　一、鋁合金：
　　1、易切削鋁合金
　　該材料在航空航天工業應用較多，適用的刀具有K10、K20、PCD，切削速度在2000～4000m/min，進給量在3～12m/min，刀具前角為12°～18°，后角為10°～18°，刃傾角可達25°。
　　2、鑄鋁合金
　　鑄鋁合金根據其Si含量的不同，選用的刀具也不同，對Si含量小于12%的鑄鋁合金可采用K10、Si3N4刀具，當Si含量大于12%時，可采用PKD（人造金剛石）、PCD（聚晶金剛石）及CVD金剛石涂層刀具。對于Si含量達16%～18%的過硅鋁合金，最好采用PCD或CVD金剛石涂層刀具，其切削速度可在1100m/min，進給量為0.125mm/r。
　　二、鑄鐵：
　　對鑄件，切削速度大于350m/min時，稱為高速加工，切削速度對刀具的選用有較大影響。當切削速度低于750m/min時，可選用涂層硬質合金、金屬陶瓷；切削速度在510～2000m/min時，可選用Si3N4陶瓷刀具；切削速度在2000～4500m/min時，可使用CBN刀具。
　　鑄件的金相組織對高速切削刀具的選用有一定影響，加工以珠光體為主的鑄件在切削速度大于500m/min時，可使用CBN或Si3N4，當以鐵素體為主時，由于擴散磨損的原因，使刀具磨損嚴重，不宜使用CBN，而應采用陶瓷刀具。如粘結相為金屬Co，晶粒尺寸平均為3μm，CBN含量大于90%～95%的BZN6000在V=700m/min時，宜加工高鐵素體含量的灰鑄鐵。粘結相為陶瓷（AlN＋AlB2）、晶粒尺寸平均為10μm、CBN含量為90%～95%的Amborite刀片，在加工高珠光體含量的灰鑄鐵時，在切削速度小于1100m/min時，隨切削速度的增加，刀具壽命也增加。
　　普通鋼
　　切削速度對鋼的表面質量有較大的影響，根據德國Darmstadt大學PTW所的研究，其最佳切削速度為500～800m/min。
　　目前，涂層硬質合金、金屬陶瓷、非金屬陶瓷、CBN刀具均可作為高速切削鋼件的刀具材料。其中涂層硬質合金可用切削液。用PVD涂層方法生產的TiN涂層刀具其耐磨性能比用CVD涂層法生產的涂層刀具要好，因為前者可很好地保持刃口形狀，使加工零件獲得較高的精度和表面質量。
　　金屬陶瓷刀具占日本刀具市場的30%，以TiC-Ni-Mo為基體的金屬陶瓷化學穩定性好，但抗彎強度及導熱性差，適于切削速度在400～800m/min的小進給量、小切深的精加工；Carboly公司用TiCN作為基體、結合劑中少鉬多鎢的金屬陶瓷將強度和耐磨兩者結合起來，Kyocera公司用TiN來增加金屬陶瓷的韌性，其加工鋼或鑄鐵的切深可達2～3mm。CBN可用于銑削含有微量或不含鐵素體組織的軸承鋼或淬硬鋼。
　　三、高硬度鋼：
　　高硬度鋼（HRC40～70）的高速切削刀具可用金屬陶瓷、陶瓷、TiC涂層硬質合金、PCBN等。
　　金屬陶瓷可用基本成分為TiC添加TiN的金屬陶瓷，其硬度和斷裂韌性與硬質合金大致相當，而導熱系數不到硬質合金的1/10，并具有優異的耐氧化性、抗粘結性和耐磨性。另外其高溫下機械性能好，與鋼的親和力小，適合于中高速（在200m/min左右）的模具鋼SKD加工。金屬陶瓷尤其適合于切槽加工。
　　采用陶瓷刀具可切削硬度達HRC63的工件材料，如進行工件淬火后再切削，實現“以切代磨”。切削淬火硬度達HRC48～58的45鋼時，切削速度可取150～180m/min，進給量在0.3～0.4min/r，切深可取2～4mm。粒度在1μm，TiC含量在20%～30%的Al2O3-TiC陶瓷刀具，在切削速度為100m/min左右時，可用于加工具有較高抗剝落性能的高硬度鋼。
　　當切削速度高于1000m/min時，PCBN是最佳刀具材料，CBN含量大于90%的PCBN刀具適合加工淬硬工具鋼（如HRC55的H13工具鋼）。
　　四、高溫鎳基合金：
　　Inconel718鎳基合金是典型的難加工材料，具有較高的高溫強度、動態剪切強度，熱擴散系數較小，切削時易產生加工硬化，這將導致刀具切削區溫度高、磨損速度加快。高速切削該合金時，主要使用陶瓷和CBN刀具。
　　碳化硅晶須增強氧化鋁陶瓷在100～300m/min時可獲得較長的刀具壽命，切削速度高于500m/min時，添加TiC氧化鋁陶瓷刀具磨損較小，而在100～300m/min時其缺口磨損較大。氮化硅陶瓷（Si3N4）也可用于Inconel718合金的加工。
　　加拿大學者M.A.Elbestawi認為，SiC晶須增強陶瓷加工Inconel718的最佳切削條件為：切削速度700m/min，切深為1～2mm，進給量為0.1～0.18mm/z。
　　氮氧化硅鋁（Sialon）陶瓷韌性很高，適合于切削過固溶處理的Inconel718（HRC45）合金，Al2O3-SiC晶須增強陶瓷適合于加工硬度低的鎳基合金。
　　五、鈦合金：（Ti6Al6V2Sn）
　　鈦合金強度、沖擊韌性大，硬度稍低于Inconel718，但其加工硬化非常嚴重，故在切削加工時出現溫度高、刀具磨損嚴重的現象。日本學者T.Kitagawa等經過大量實驗得出，用直徑?10mm的硬質合金K10兩刃螺旋銑刀（螺旋角為30°）高速銑削鈦合金，可達到滿意的刀具壽命，切削速度可高達628m/min，每齒進給量可取0.06～0.12mm/z，連續高速車削鈦合金的切削速度不宜超過200m/min。
　　六、復合材料：
　　航天用的先進復合材料（如Kevlar和石墨類復合材料），以往用硬質合金和PCD，硬質合金的切削速度受到限制，而在900℃以上高溫下PCD刀片與硬質合金或高速鋼刀體焊接處熔化，用陶瓷刀具則可實現300m/min左右的高速切削。