近年来，终端用户需求的不断提高使制造业所使用的工件材料产生了明显进展。例如，对汽车和卡车更高燃油效率的需求导致了分量轻、强度高的材料（如高强度钢和球墨铸铁等）的使用率增加。飞机发动机更高燃油效率和更小噪声的需求刺激了纯度、高温强度和韧性更高的高温合金的发展。虽然可在更大程度上满足终端用户的需求，但这样的进展使工件材料有更加难于加工的倾向。正是基于这个原因，刀具制造业进行了大量研究和开发，尤其是在车削刀片领域。断屑槽、涂层以及基体化学成分对于刀具性能扮演着重要角色。例如，车削刀具涂层技术的进展已经能有效加工球墨铸铁和最新的航空高温合金。
高硬度MT-CVD涂层改善球墨铸铁的加工性能
球墨铸铁已成为发动机零件和其它汽车、农用设备以及机床零件日益常用的材料。这种合金可提供较低生产成本和良好机械性能的组合。他们比钢材便宜，而比铸铁有更高的强度和韧性。但与此同时，球墨铸铁非常耐磨，有快速磨损刀具材料的倾向。这种耐磨性很大程度上受珠光体含量的影响。球墨铸铁的珠光体含量越高，它的耐磨性就越好，且可加工性越差。
可以预计，高硬度和高耐磨的切削材质需考虑球墨铸铁的高耐磨性。并且事实上材质包含极硬的TiC（碳化钛）或TiCN（碳氮化钛）的厚涂层在切削速度300m/min时加工球墨铸铁被证明通常是有效的。但是随着切削速度的增加，切屑/刀具结合面的温度也在增高。当发生这样的情况，TiC涂层倾向于与铁发生化学反应并软化，更多的压力作用在抗月牙洼磨损的涂层上。在这些条件下，希望有一种化学稳定性更好的涂层，如Al2O3（虽然在较低的速度下不如TiC硬或耐磨）。
化学稳定性比耐磨性更成为一个表现性能分界的重要特性，切削速度和温度取决于被加工球墨铸铁的晶粒结构和性能。但是通常厚涂层的TiC或TiCN和仅有氧化物的较薄涂层是针对球墨铸铁应用的，因为今天大部分这类被加工材料的切削速度在150～335m/min之间。对于速度高于300m/min的应用，人们对这种材料的性能是满意的。
为了使在这个范围内切削性能最优，山高公司研发和推出了针对球墨铸铁加工的材质TX150。这种材质有一个硬且抗变形的基体，对于加工球墨铸铁很理想。它的涂层由一层较厚的很耐磨的碳氮化钛和一层较薄的抗月牙洼磨损的氧化物涂层组成，顶面是一薄层TiN。这种涂层运用目前工艺水平的产生耐磨性和抗月牙洼磨损需要的CVD涂层的全部硬度而且韧性平滑性增加的中温化学气相沉积（MT-CVD）工艺。基体/涂层的组合性能给予很高的抗塑性变形和刃口微崩能力，使之成为正常速度下加工球墨铸铁的理想材质。
涂层的陶瓷刀具也能有效加工球墨铸铁。在过去，未涂层的韧性较好的陶瓷（诸如氮化硅和碳化硅纤维强化的氧化铝陶瓷）刀具的应用受工件材料化学亲和性的限制。但是今天通过使用能抵抗切屑变形过程产生高热量的涂层，刀具寿命已经显著增加。早期这个领域的某些工件加工使用氧化铝涂层晶须强化陶瓷，而今天的多数研究活动集中于TiN涂层氮化硅。这种涂层能显著拓宽高韧性陶瓷刀具的应用范围。
高温合金
涂层技术的发展已在黑色金属材料应用领域大幅度提高了生产率，也改善了高温合金和钛合金的加工性能。细颗粒硬质合金和PVD涂层的发展，以及如何运用陶瓷和CBN切削材料知识的增加都对更高的金属切除率和提高加工表面光洁度作出贡献。
这些进展对于高效加工汽轮机应用中所需的在高温下保持高强度的合金材料特别有用。这种“超级合金”用能保持清洁且韧性更好的很复杂的方法来处理和生产。结果，超级合金能使用的平均温度以每年华氏16度的速率增加，而且没有迹象显示这种趋势将会改变。但是它的每一次发展将对可加工性造成负面影响。
随着超级合金高温强度的增加，作用在刀片切削刃上的切削力也在增加。结果，曾经能很满意地加工很多钛合金和镍基合金的硬质合金材质C-2在应用于切削当今的合金时，出现了切削刃碎裂和切削深度线处严重的沟槽磨损。但是用最新的细颗粒硬质合金能有效加工超级合金，刀具寿命也得到提高，更重要的是提高应用于高温合金时的可靠性。细颗粒硬质合金有比传统硬质合金材质更高的抗压强度和硬度，只是在提高韧性方面需增加少量成本，而结果是在高温合金加工中比传统硬质合金能更有效地抵抗常见的刀具失效模式。
PVD（物理气相沉积）涂层也被证明能有效应用于高温合金的加工。TiN（氮化钛）PVD涂层是最早使用并仍然是最受欢迎的。最近，TiAlN（氮铝化钛）和TiCN（碳氮化钛）涂层也被证明具有很好的使用性能。与TiN涂层相比，TiAlN涂层在应用范围上的限制更多。但是当切削速度提高后它们是一个很好的选择，可提高生产率达40%。另一方面，在较低的切削速度下则取决于涂层的表面工况，TiAlN会导致积屑瘤、随后的微崩和沟槽磨损。TiCN比其它两种涂层都硬，尤其在铣削时可获得更好的刀具寿命。
近年来，应用于高温合金加工的涂层得到进一步发展，这些涂层由几层组合而成。大量的实验室和现场测试已经证明，这种复合涂层和其它任何一种单一涂层相比，在很宽范围的加工应用中非常有效。因此针对高温合金应用的PVD复合涂层可能成为硬质合金刀具涂层持续的研发焦点。与MT-CVD涂层、涂层陶瓷集合在一起，它们有望成为更有效加工正在研发的新的难加工材料的主要力量。
