超级合金，如钛合金，是众所周知的难加工材料。这些合金在加工条件（高温、应变和应变率）下的变形机制与铝、钢等常规金属的变形机制非常复杂，完全不同。钛合金具有较高的屈服应力与拉伸强度之比（>0.9），当应变速率大于103 s时，流动应力随应变速率显著增加，这在任何加工过程中都很容易实现。分割（通常称为锯齿形切屑）是钛合金加工时切屑的特征形状。分段切屑的形成被认为是由于裂纹的增长和绝热剪切带的形成，这是由于应变硬化优于热软化和位错在微观结构中移动的困难而产生的。分段切屑导致切屑厚度的变化。此外，较低的弹性模量会导致工件过度偏转，并远离刀具。当切削刃向前移动时，工件弹回。这会导致偏转、振动和颤振。

这些材料的低导热性和体积比热导致加工过程中的切削温度高。此外，在高温下保持强度的能力和严重的加工硬化能力导致高加工力。此外，改变钛合金相的能力使变形过程更加复杂。由于化学亲和力的作用，市场上大多数较硬的刀具不适合加工这些材料，这会导致刀具的化学磨损。此外，切屑很容易在工具上焊接，形成堆积边缘。因此，切削刀具在加工过程中通过不同的磨损机理迅速磨损。陶瓷和立方氮化硼（CBN）刀具在刀刃和前刀面上有较大的槽磨损。因此，这些工具材料不适合加工钛合金。然而，只有硬质合金、无粘结CBN、烧结金刚石和天然金刚石工具在钛合金加工中表现出可接受的性能。烧结金刚石刀具在低速下的性能略优于硬质合金刀具，但在高速下，这两种刀具的性能基本相同。无冷却液低速（100 m/min）切割5分钟后，碳化钨（K10）刀具磨损迅速增加。但是，即使在切割30分钟后，水溶性冷却液的磨损率也明显较低。在较高的切削速度（198 m/min）下，刀具寿命变得非常短。另一方面，即使在较低（100 m/min干燥）和较高（198 m/min冷却液）切割速度下切割30分钟后，天然金刚石工具仍显示轻微磨损。然而，即使在切割几分钟后，随着切割速度（300 m/min）的进一步增加，也会发现严重的刀具磨损。通常，由于局部温度较高，导致PCD工具损坏的原因是扩散和溶解过程。无粘合剂CBN（BCBN）工具没有任何粘合剂来保持工具材料颗粒，并显示出改进的高温耐久性和热导率。与烧结硬质合金、PCBN、PCD刀具相比，BCBN刀具在Ti6Al2Nb1ta车削过程中具有较低的齿面磨损和较锋利的刃口。一些涂层，如锡（通过物理气相沉积）和TiCN+Al2O3（通过化学气相沉积），可以提高硬质合金刀具（铣削工艺）的寿命。这两种刀具在55 m/min的切削速度和每齿0.1 mm的进给量下的刀具寿命均为30 min。TiCN（3.1μm）和AlSitin（3.9μm）涂层（通过电弧蒸发）在切削速度为50–130 m/m in（车削）的湿润滑和最小润滑条件下，与未涂层硬质合金刀具相比，也表现出更好的性能（几乎是刀具寿命的两倍）。