刀具磨損與一般機(jī)械零件的磨損不同，一方面由于刀具前刀面所接觸的切屑和后刀面所接觸的工件都是新生表面，這個表面不存在氧化層或其他污染。另一方面又由于刀具的摩擦區(qū) （前刀具、后刀面）是在高壓 （大于工件材料的屈服應(yīng)力）、高溫 （700～1200°C）作用下進(jìn)行的，所以刀具的磨損原因極其復(fù)雜，按性質(zhì)大體可分為機(jī)械作用和熱-化學(xué)作用兩類原因。
１.機(jī)械作用的磨損
兩相接觸物體表面間，具有相對運(yùn)動時，硬物體使軟物體摩擦面上材料減少的現(xiàn)象，稱為機(jī)械磨損。刀具材料雖比工件材料硬，但從微觀上看，在工件材料中包含有氧化物（SiO２、Al２O３）、碳化物 （Fe３C、SiC）等硬質(zhì)點。這些硬質(zhì)點的硬度很高，它們像切削刃一樣，在刀面上劃出劃痕，使刀具磨損。此外，積屑溜脫落的碎片，黏結(jié)在切屑或工件上，也會使刀具磨損。
機(jī)械磨損是低速時形成刀具磨損的主要原因。這時，切削溫度較低，其他磨損都不顯著。由機(jī)械磨損產(chǎn)生的磨損量與刀具和工件間相對滑動距離或切削路程成正比。
２.熱-化學(xué)作用的磨損由于高溫，使接觸面間產(chǎn)生某些化學(xué)作用，形成化學(xué)反應(yīng)而引起的刀具磨損。這種磨損有以下幾種：
（１）黏結(jié)磨損
黏結(jié)是分子間的吸引力導(dǎo)致金屬相互吸附的結(jié)果。切削時，在一定溫度與壓力下，使刀具與切屑和工件間產(chǎn)生黏結(jié) （如積屑瘤的產(chǎn)生中所述）。兩摩擦面間的黏結(jié)點因相對運(yùn)動，使刀具一方的晶?；蚓ЯＨ菏芗羟谢蚶Χ粚Ψ綆ё?，而造成磨損。此外，當(dāng)積屑瘤脫落時，帶走刀具材料也會形成黏結(jié)磨損。
黏結(jié)磨損不僅與切削溫度有關(guān)，也與刀具材料和工件材料兩者的化學(xué)成分有關(guān)。例如，切削鐵素體時，使用YT類刀具比YG類刀具黏結(jié)磨損小。這是由于含有TiC的硬質(zhì)合金，在高溫下會形成Tio2，可減少黏結(jié)。而切削鎳鉻鈦合金時，YT類硬質(zhì)合金卻比YG類的黏結(jié)磨損大。這是因為，刀具和工件材料中Ti元素親合作用的結(jié)果；而YG類刀具材料中無Ti元素。因而黏結(jié)磨損小。
（２）擴(kuò)散磨損
切削時，由于高溫，刀面始終與切屑或工件的新生表面相接觸，在接觸面間分子活動能量很大，使兩摩擦面間的化學(xué)元素相互擴(kuò)散到對方去，造成兩摩擦面的化學(xué)成分發(fā)生變化，降低刀具材料的性能，加速刀具磨損。例如，用硬質(zhì)合金刀具切削鋼時，由800°C開始，硬質(zhì)合金中的Co、Ｃ、Ｗ等元素會擴(kuò)散到切屑中去；而切屑中的Fe元素又可能擴(kuò)散到硬質(zhì)合金中來，使硬質(zhì)合金形成新的低硬度、高脆性的復(fù)合碳化物。又由于Co的擴(kuò)散造成ＷＣ、TiＣ等與基體的結(jié)合強(qiáng)度降低，從而加速刀具磨損。
擴(kuò)散磨損的速度，一方面取決于刀具和工件材料間是否容易起化學(xué)反應(yīng)。不同材料間有不同的化學(xué)親和力。有些材料間，在一定高溫條件下會發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，如ＷＣ與碳鋼之間。在相同條件下，有的則不發(fā)生反應(yīng)，如Al２O３和碳鋼之間。有的會發(fā)生輕微反應(yīng)，如TiＣ與碳鋼之間。因此，切削碳鋼時，ＷＣ-Ｃｏ硬質(zhì)合金磨損最快，Al２O３陶瓷刀具磨損最慢，而WC-TiC-Co硬質(zhì)合金刀具介于兩者之間。因而在切削鋼材時，廣泛采用ＹＴ、ＴＷ類或表面涂有TiＣ、TiＮ、Al２O３或TiＣ基的涂層硬質(zhì)合金，可減少和防止擴(kuò)散磨損。
另一方面擴(kuò)散磨損的速度又取決于接觸面的溫度。根據(jù)擴(kuò)散規(guī)律表明，對一定材料，隨著溫度的升高，擴(kuò)散量先是較緩慢地增大，而后則越來越迅猛地增大。例如鎢向鐵中的擴(kuò)散速度在1280°C時為１，在1330°C時則為5.56。用硬質(zhì)合金刀具切削鋼時，前刀面最高溫度在離切削刃一小段距離處 ，與磨損時形成月牙洼的ＫＴ最大處基本重合，說明黏結(jié)磨損與擴(kuò)散磨損是產(chǎn)生月牙洼的主要原因。用高速鋼切削鋼和鑄鐵時，在前刀面上由于擴(kuò)散形成一層厚度為２～３μｍ的白色帶狀中間層，其中的Ｃ和Cr含量增加，而Fe的含量減少。白色層隨時被切屑帶走，使刀具磨損。由于高速鋼刀具在常用的切削速度范圍內(nèi)加工，溫度較低 （不超過600°C），因而擴(kuò)散磨損很輕。
（３）氧化磨損或化學(xué)磨損在一定的溫度條件下 （通常高于800°C），刀具材料 （如硬質(zhì)合金）與空氣中的氧、極壓潤滑液中的添加劑硫、氯等起化學(xué)作用，生成一些疏松、脆弱的氧化物 （Co3C4、CoO、ＷＯ３等）被切屑帶走從而加速刀具的磨損。或因刀具材料的某種介質(zhì)被腐蝕造成刀具磨損。例如YT14切削18-8不銹鋼 （wCr為１８％，ｗNi為９％）時，如采用硫、氯化切削油，由于硫和氯的腐蝕作用，刀具壽命反而比不用切削液低。
用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行切削，在低溫時以機(jī)械磨損為主。溫度升高，黏結(jié)磨損加快，溫度再升高，黏結(jié)磨損減少而擴(kuò)散磨損與氧化磨損加快。
（４）相變磨損當(dāng)?shù)毒叩淖罡邷囟瘸^相變溫度時，刀具表面金相組織發(fā)生變化，使馬氏體組織轉(zhuǎn)化為托氏體或索氏體，硬度急劇下降，刀具磨損加劇。高速鋼的相變溫度為550～600°C。
用高速鋼刀具進(jìn)行切削，低溫時以機(jī)械磨損為主；溫度升高，黏結(jié)磨損加快；溫度達(dá)到相變時即形成相變磨損，刀具很快失去工作能力。
由上可知，溫度對刀具磨損起著決定性的作用，溫度越高，刀具磨損越快。