Med stigningen i skærehastigheden forbedres metalfjernelseshastigheden betydeligt. Materialernes høje belastningshastighed (ca. 1,67 × 10⁵/s ved en skærehastighed på 500 m/min og en skæretemperatur, der når 1400 grader) gør spåndannelsesprocessen og forskellige fænomener, der opstår på kontaktfladen mellem værktøjet og emnet, anderledes end dem under traditionelle skæreforhold. Værktøjets varme hårdhed og værktøjsslid bliver kritiske problemer. For at opnå høj-skæring er passende værktøjsmaterialer og værktøjsfremstillingsteknologier afgørende.
I øjeblikket anvendte metalskærende værktøjsmaterialer kan opdeles i ni kategorier, lige fra høj-stål, som har den laveste skærehastighed og dårligste slidstyrke, til polykrystallinske diamantværktøjer, som har den bedste høj-hastighedsydelse. Høj-skæring kræver også værktøjsmaterialer med god sejhed, høj slagfasthed og god slidstyrke.
Generelt set er værktøjer med lavere-ydelse, såsom høj-stål og ubelagt hårdmetal, meget udbredt i almindelige skæreprocesser, men deres høje-hastighedsydelse er dårlig. Højtydende skæreværktøjer, såsom polykrystallinske diamantværktøjer (PCD), er de hårdeste af alle værktøjsmaterialer, med ekstrem høj slidstyrke og hastighedsegenskaber. Skærevarme har næsten ingen effekt på dem, hvilket gør dem særligt overlegne i høj-bearbejdning af ikke-jernholdige metaller og ikke-metalliske materialer. Deres slagfasthed er dog dårlig, og deres termiske ydeevne er meget dårlig ved skæring af stål og støbejern. Dette skyldes, at under høj{11}}skæring af jernholdige metaller diffunderer kulstofatomer i værktøjsmaterialet ind i emnet, hvilket accelererer værktøjsslid.
Hårdmetalværktøjer har den største applikationsvolumen og tegner sig for 80 % af det samlede værktøjssalg. 90 % af metalskæring ved almindelige hastigheder bruger hårdmetalværktøj. Hårdmetal har relativt god slagstyrke, men dens høje-hastighedsydelse er dårlig. Ydermere skal skæreværktøjer med høj-hastighed have ekstrem høj varmhårdhed og kemisk stabilitet, krav som hårdmetal ikke kan opfylde.
CBN-værktøjer har fremragende varmebestandighed, hvilket giver dem mulighed for at skære hårde materialer ved høje temperaturer, men de er dyre og kan ikke bearbejde bløde metaller. Aluminium-baserede keramiske materialer er med deres gode kemiske stabilitet godt-egnede til denne type bearbejdning, men mangler varm hårdhed og kan ikke bruges til høj-bearbejdning.
Et af hovedproblemerne, der skal løses inden for forskning i højhastighedsskæreværktøjer, er at kombinere fordelene ved forskellige værktøjsmaterialer og udvikle nye værktøjsmaterialer, der samtidig har slagfasthed og høj slidstyrke. Nye værktøjer skabes ved at belægge et værktøjsmatrixmateriale med god slagfasthed med et materiale, der har god varmehårdhed og slidstyrke, og ofte kombinerer fordelene ved begge materialer. Disse værktøjer har en bred vifte af applikationer inden for høj-skæring.
Vejledt af denne idé er nye kompositværktøjsmaterialer, såsom hårdmetalbelagte værktøjer, CBN-belagte værktøjer og PCD-belagte værktøjer dukket op, som passer til høj-skæring af forskellige metalmaterialer.
Coatede hårdmetalværktøjer, der er egnet til høj-hastighedsskæring, på grund af brugen af coatingmaterialer med god varmebestandighed og høj hårdhed, samt flerlagscoatingteknologi, har et bredt skæreområde og lang levetid, og deres skæreydelse er væsentligt bedre end den for ucoated hårdmetal. Derfor udviser coatet hårdmetal en stærk tendens til at erstatte almindelig ucoated hårdmetal.
Værktøjsbelægningsteknologi er ikke kun anvendelig til hårdmetalværktøjer, men opnår også gode resultater på andre værktøjsmaterialer, såsom kermet og keramik.
Keramiske skæreværktøjer er også velegnede til høj-skæring og repræsenterer en vigtig del af forskning og udvikling af værktøjsmaterialer i de seneste år. Whisker-forstærkede keramiske skæreværktøjer er lavet af et specielt materiale, og deres fremragende slagfasthed, sejhed og termiske stødmodstand gør dem velegnede til høj-bearbejdning.
En anden udfordring for højhastighedsskæreværktøjer er at slibe eller trykke spånbryderriller med en specifik geometri på skæret for at opnå spånbrydning og styre spånretningen. Dette er en afgørende teknologi til at forbedre bearbejdningseffektiviteten og værktøjets holdbarhed.
Skæreværktøjer med høj-hastighed bør have fremragende slagfasthed, termisk stødbestandighed, bedre varmebestandighed, slidstyrke og kemisk stabilitet samt overlegen spånbrydningsydeevne og kunne tilpasses en bredere række af metalskæringsapplikationer.