Durant el funcionament, les eines de tall estan sotmeses a una pressió de tall, fricció i forces d'impacte importants, generant altes temperatures de tall. Treballar en aquest entorn d'alta-temperatura, alta-pressió i alta-fricció, l'ús de materials inadequats farà que l'eina es desgasti o es trenqui ràpidament. Per tant, els materials de l'eina han de complir diversos requisits bàsics.
1. Alta duresa i bona resistència al desgast
La duresa és una característica fonamental que han de tenir els materials de l'eina. Perquè una eina pugui tallar estelles d'una peça, la seva duresa ha de ser superior a la duresa del material de la peça. La duresa del tall de les eines utilitzades per tallar materials metàl·lics és generalment superior a 60 HRC.
Per als materials d'acer per eines al carboni, la duresa ha de ser superior a 62 HRC a temperatura ambient; l'acer-alta velocitat té una duresa de 63-70 HRC; i les eines de carbur cimentat tenen una duresa de 89-93 HRC.
La resistència al desgast és la capacitat d'un material d'eina de resistir el desgast. En general, com més gran sigui la duresa del material de l'eina, millor serà la resistència al desgast. Com més gran sigui la duresa, més gran sigui el nombre, més petites són les partícules i com més uniforme sigui la distribució dels punts durs (com ara carburs i nitrurs) a l'estructura metal·logràfica del material de l'eina, millor serà la resistència al desgast. També està relacionat amb la composició química, la resistència, la microestructura i la temperatura de la zona de fricció del material de l'eina.
2. Força i tenacitat suficients
Per evitar estelles i trencaments quan l'eina està sotmesa a una pressió elevada i als impactes i vibracions que solen produir-se durant el tall, el material de l'eina ha de tenir la força i la tenacitat suficients. En general, com més gran sigui la duresa, més gran serà la força de tall que pot suportar.
3. Alta resistència a la calor
La resistència a la calor és un indicador important del rendiment de tall dels materials de les eines. Normalment es mesura per la capacitat de mantenir una alta duresa, resistència al desgast, força i tenacitat a altes temperatures, també coneguda com a duresa calenta.
Com més gran sigui la duresa a alta-temperatura del material de l'eina, millor serà la resistència a la calor, més forta serà la resistència a la deformació plàstica i al desgast a altes temperatures, i més alta serà la velocitat de tall permesa.
A més de la duresa a alta-temperatura, els materials de les eines també haurien de tenir la capacitat de resistir l'oxidació a altes temperatures i una bona resistència a l'adhesió i la difusió. Aquesta característica s'anomena estabilitat química.
4. Bones propietats termofísiques i resistència al xoc tèrmic
Com millor sigui la conductivitat tèrmica del material de l'eina, més fàcil serà que la calor de tall s'allunyi de la zona de tall, reduint així la temperatura de la part de tall del material de l'eina i reduint el desgast de l'eina.
Una conductivitat tèrmica més gran significa que la calor s'allunya més fàcilment, reduint així el gradient de temperatura a la superfície de l'eina; un petit coeficient d'expansió tèrmica pot reduir la deformació tèrmica; i un petit mòdul elàstic pot reduir l'amplitud de l'estrès alternatiu causat per l'expansió tèrmica.
Els materials d'eina amb bona resistència al xoc tèrmic es poden utilitzar amb fluids de tall durant el mecanitzat.
5. Bona processabilitat
Les eines no només han de tenir un bon rendiment de tall, sinó que també han de ser fàcils de fabricar. Això requereix que el material de l'eina tingui una bona processabilitat, com ara el rendiment de la forja, el rendiment del tractament tèrmic, el rendiment de la soldadura, el rendiment de rectificat i la deformació plàstica a alta -temperatura.
6. Eficiència econòmica
L'eficiència econòmica és un dels indicadors importants dels materials d'eines. El desenvolupament de materials d'eines s'ha de combinar amb la situació real dels recursos del país, que té una importància econòmica i estratègica important.
Tot i que algunes eines són molt cares per unitat, el seu cost per peça no és necessàriament elevat a causa de la seva llarga vida útil. Per tant, s'ha de tenir en compte l'eficiència econòmica a l'hora de seleccionar les eines. A més, en els sistemes de mecanitzat avançats, les eines han de tenir un rendiment de tall estable i fiable, amb un cert grau de predictibilitat i alta fiabilitat.