刀具的發展在人類進步史上佔有重要地位。早在公元前28至20世紀，中國就已出現黃銅錐和銅錐、鑽頭、刀等銅刀。戰國後期（公元前三世紀），由於滲碳技術的掌握，出現了銅刀。當時的鑽頭和鋸子與現代的扁鑽頭和鋸子有一些相似之處。
18世紀末，刀具的快速發展伴隨著蒸汽機等機器的發展。
1783年，法國人René首先生產銑刀。1923年，德國施羅特發明了硬質合金。採用硬質合金時，效率是高速鋼的兩倍以上，而且切削加工的工件表面質量和尺寸精度也大大提高。
由於高速鋼和硬質合金價格昂貴，1938年，德國德固薩公司獲得了陶瓷刀的專利。1972年，美國通用電氣公司生產出多晶人造金剛石和多晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料允許刀具以更高的速度進行切削。
1969年，瑞典山特維克鋼廠獲得了通過化學氣相沉積法生產碳化鈦塗層硬質合金刀片的專利。1972年，美國邦沙和拉戈蘭開發了物理氣相沉積方法，在硬質合金或高速鋼刀具表面鍍上一層碳化鈦或氮化鈦硬質層。表面塗層方法將基體材料的高強度和韌性與表面層的高硬度和耐磨性相結合，使復合材料具有更好的切削性能。
由於高溫、高壓、高速以及在腐蝕性流體介質中工作的零件，使用越來越多的難加工材料，切削加工的自動化水平和加工精度的要求越來越高。選擇刀具角度時，需要考慮各種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性能（粗加工、精加工）等，必鬚根據具體情況合理選擇。
常見的刀具材料：高速鋼、硬質合金（包括金屬陶瓷）、陶瓷、CBN（立方氮化硼）、PCD（聚晶金剛石），因為它們的硬度比一硬，所以一般來說，切削速度也是一比另一個高。
刀具材料性能分析
高速鋼：
可分為普通高速鋼和高性能高速鋼。
普通高速鋼如W18Cr4V廣泛用於製造各種複雜刀具。其切割速度一般不太高，切割普通鋼材時為40-60m/min。
高性能高速鋼，如W12Cr4V4Mo，是在普通高速鋼中添加一些含碳、含釩、鈷、鋁等元素冶煉而成。其耐用度是普通高速鋼的1.5-3倍。
碳化物：
按GB2075-87（參照190標準）分為P、M、K三類。P型硬質合金主要用於加工長切屑的黑色金屬，藍色用作標記;M型主要用於加工黑色金屬。和有色金屬，用黃色標記，又稱通用硬質合金，K型主要用於加工黑色金屬、有色金屬和短切屑的非金屬材料，用紅色標記。
P、M、K後面的阿拉伯數字表示其性能和加工負荷或加工條件。數字越小，硬度越高，韌性越差。
陶瓷：
陶瓷材料具有良好的耐磨性，可以加工傳統刀具難以或無法加工的高硬度材料。此外，陶瓷刀具可以消除退火加工的動力消耗，因此還可以增加工件的硬度，延長機器設備的使用壽命。
陶瓷刀片在切割時與金屬之間的摩擦力小，切割物不易粘刀，不易產生積屑瘤，可進行高速切割。因此，在同等條件下，工件的表面粗糙度相對較低。刀具耐用度較傳統刀具提高數倍甚至數十倍，減少加工過程中換刀次數；耐高溫，紅硬性好。可在1200℃下連續切割。因此，陶瓷刀片的切削速度可遠高於硬質合金刀片。可進行高速切削或實現“車銑代磨”。切削效率比傳統刀具提高3-10倍，達到節省工時、節電、機床數量30-70%以上的效果。
立方氮化硼：
這是目前已知硬度第二高的材料。CBN複合板材的硬度一般為HV3000~5000，具有較高的熱穩定性和高溫硬度，並具有較高的抗氧化性能。發生氧化，在1200-1300℃時與鐵基材料不發生化學反應。導熱性能好，摩擦係數低
聚晶金剛石PCD：
金剛石刀具具有高硬度、高抗壓強度、良好的導熱性和耐磨性等特點，在高速切削中可以獲得較高的加工精度和加工效率。由於PCD的結構是不同取向的細晶金剛石燒結體，因此儘管添加了結合劑，其硬度和耐磨性仍低於單晶金剛石。有色金屬與非金屬材料之間的親和力很小，加工時切屑不易粘在刀尖形成積屑瘤
材料各自的應用領域：
高速鋼：主要用於成形工具、形狀複雜等要求高韌性的場合；
硬質合金：應用範圍最廣，基本都能勝任；
陶瓷：主要用於硬件車削和鑄鐵件的粗加工和高速加工；
CBN：主要用於硬件車削和鑄鐵件的高速加工（一般來說，在耐磨性、衝擊韌性和抗斷裂性方面比陶瓷更有效）；
PCD：主要用於有色金屬和非金屬材料的高效切削。
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發佈時間：2023年6月2日
