Tehokkaat työkalumateriaalit ovat työkalujen tehokkaan toiminnan perusedellytys. Työkalun leikkausosa toimii kovassa kitkassa, korkeassa paineessa ja korkeissa lämpötiloissa, ja sen tulee täyttää seuraavat perusvaatimukset:
Korkea kovuus ja korkea kulutuskestävyys.
Työkalumateriaalien kovuuden on oltava korkeampi kuin käsiteltävän materiaalin metallin leikkaamiseksi. Tämä on perusvaatimus työkalumateriaaleille, ja tällä hetkellä useimpien työkalumateriaalien kovuus on yli 60 HRC. Mitä kovempi työkalun materiaali on, sitä parempi on sen kulutuskestävyys. Monimutkaisista leikkausolosuhteista johtuen materiaalin kulutuskestävyyden määräävät kuitenkin myös sen kemiallinen koostumus ja sen mikrorakenteen stabiilisuus.
Riittävä lujuus ja iskunkestävyys.
Lujuus viittaa työkalun materiaalin kykyyn vastustaa leikkausvoimia aiheuttamatta leikkuureunan lohkeilua tai työkalun varren murtumista. Sitä edustaa yleensä taivutuslujuus.
Iskusitkeys viittaa työkalumateriaalin kykyyn säilyttää leikkuureuna ajoittaisissa leikkaus- tai iskuolosuhteissa. Yleensä mitä korkeampi kovuus, sitä pienempi iskunkestävyys, mikä tekee materiaalista hauraamman. Kovuus ja sitkeys ovat ristiriitainen pari, ja niiden tasapainottaminen on keskeinen haaste työkalumateriaaleille.
Korkea lämmönkestävyys.
Lämmönkestävyys, joka tunnetaan myös nimellä punainen kovuus, on avainindikaattori työkalumateriaalien suorituskyvyn arvioinnissa. Se heijastaa kattavasti työkalumateriaalin kykyä ylläpitää kovuutta, kulutuskestävyyttä, lujuutta, hapettumisenkestävyyttä, hitsauksen estoa ja diffuusionkestävyyttä korkeissa lämpötiloissa.
