超級(jí)合金，如鈦合金，是眾所周知的難加工材料。這些合金在加工條件（高溫、應(yīng)變和應(yīng)變率）下的變形機(jī)制與鋁、鋼等常規(guī)金屬的變形機(jī)制非常復(fù)雜，完全不同。鈦合金具有較高的屈服應(yīng)力與拉伸強(qiáng)度之比（>0.9），當(dāng)應(yīng)變速率大于103 s時(shí)，流動(dòng)應(yīng)力隨應(yīng)變速率顯著增加，這在任何加工過程中都很容易實(shí)現(xiàn)。分割（通常稱為鋸齒形切屑）是鈦合金加工時(shí)切屑的特征形狀。分段切屑的形成被認(rèn)為是由于裂紋的增長(zhǎng)和絕熱剪切帶的形成，這是由于應(yīng)變硬化優(yōu)于熱軟化和位錯(cuò)在微觀結(jié)構(gòu)中移動(dòng)的困難而產(chǎn)生的。分段切屑導(dǎo)致切屑厚度的變化。此外，較低的彈性模量會(huì)導(dǎo)致工件過度偏轉(zhuǎn)，并遠(yuǎn)離刀具。當(dāng)切削刃向前移動(dòng)時(shí)，工件彈回。這會(huì)導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)、振動(dòng)和顫振。

這些材料的低導(dǎo)熱性和體積比熱導(dǎo)致加工過程中的切削溫度高。此外，在高溫下保持強(qiáng)度的能力和嚴(yán)重的加工硬化能力導(dǎo)致高加工力。此外，改變鈦合金相的能力使變形過程更加復(fù)雜。由于化學(xué)親和力的作用，市場(chǎng)上大多數(shù)較硬的刀具不適合加工這些材料，這會(huì)導(dǎo)致刀具的化學(xué)磨損。此外，切屑很容易在工具上焊接，形成堆積邊緣。因此，切削刀具在加工過程中通過不同的磨損機(jī)理迅速磨損。陶瓷和立方氮化硼（CBN）刀具在刀刃和前刀面上有較大的槽磨損。因此，這些工具材料不適合加工鈦合金。然而，只有硬質(zhì)合金、無(wú)粘結(jié)CBN、燒結(jié)金剛石和天然金剛石工具在鈦合金加工中表現(xiàn)出可接受的性能。燒結(jié)金剛石刀具在低速下的性能略優(yōu)于硬質(zhì)合金刀具，但在高速下，這兩種刀具的性能基本相同。無(wú)冷卻液低速（100 m/min）切割5分鐘后，碳化鎢（K10）刀具磨損迅速增加。但是，即使在切割30分鐘后，水溶性冷卻液的磨損率也明顯較低。在較高的切削速度（198 m/min）下，刀具壽命變得非常短。另一方面，即使在較低（100 m/min干燥）和較高（198 m/min冷卻液）切割速度下切割30分鐘后，天然金剛石工具仍顯示輕微磨損。然而，即使在切割幾分鐘后，隨著切割速度（300 m/min）的進(jìn)一步增加，也會(huì)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的刀具磨損。通常，由于局部溫度較高，導(dǎo)致PCD工具損壞的原因是擴(kuò)散和溶解過程。無(wú)粘合劑CBN（BCBN）工具沒有任何粘合劑來(lái)保持工具材料顆粒，并顯示出改進(jìn)的高溫耐久性和熱導(dǎo)率。與燒結(jié)硬質(zhì)合金、PCBN、PCD刀具相比，BCBN刀具在Ti6Al2Nb1ta車削過程中具有較低的齒面磨損和較鋒利的刃口。一些涂層，如錫（通過物理氣相沉積）和TiCN+Al2O3（通過化學(xué)氣相沉積），可以提高硬質(zhì)合金刀具（銑削工藝）的壽命。這兩種刀具在55 m/min的切削速度和每齒0.1 mm的進(jìn)給量下的刀具壽命均為30 min。TiCN（3.1μm）和AlSitin（3.9μm）涂層（通過電弧蒸發(fā)）在切削速度為50–130 m/m in（車削）的濕潤(rùn)滑和最小潤(rùn)滑條件下，與未涂層硬質(zhì)合金刀具相比，也表現(xiàn)出更好的性能（幾乎是刀具壽命的兩倍）。