刀具磨損與一般機械零件的磨損不同，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 （前刀具、后刀面）是在高壓 （大于工件材料的屈服應力）、高溫 （700～1200°C）作用下進行的，所以刀具的磨損原因極其復雜，按性質大體可分為機械作用和熱-化學作用兩類原因。
１.機械作用的磨損
兩相接觸物體表面間，具有相對運動時，硬物體使軟物體摩擦面上材料減少的現象，稱為機械磨損。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）等硬質點。這些硬質點的硬度很高，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，黏結在切屑或工件上，也會使刀具磨損。
機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。由機械磨損產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-化學作用的磨損由于高溫，使接觸面間產生某些化學作用，形成化學反應而引起的刀具磨損。這種磨損有以下幾種：
（１）黏結磨損
黏結是分子間的吸引力導致金屬相互吸附的結果。切削時，在一定溫度與壓力下，使刀具與切屑和工件間產生黏結 （如積屑瘤的產生中所述）。兩摩擦面間的黏結點因相對運動，使刀具一方的晶粒或晶粒群受剪切或拉力而被對方帶走，而造成磨損。此外，當積屑瘤脫落時，帶走刀具材料也會形成黏結磨損。
黏結磨損不僅與切削溫度有關，也與刀具材料和工件材料兩者的化學成分有關。例如，切削鐵素體時，使用YT類刀具比YG類刀具黏結磨損小。這是由于含有TiC的硬質合金，在高溫下會形成Tio2，可減少黏結。而切削鎳鉻鈦合金時，YT類硬質合金卻比YG類的黏結磨損大。這是因為，刀具和工件材料中Ti元素親合作用的結果；而YG類刀具材料中無Ti元素。因而黏結磨損小。
（２）擴散磨損
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元素相互擴散到對方去，造成兩摩擦面的化學成分發生變化，降低刀具材料的性能，加速刀具磨損。例如，用硬質合金刀具切削鋼時，由800°C開始，硬質合金中的Co、Ｃ、Ｗ等元素會擴散到切屑中去；而切屑中的Fe元素又可能擴散到硬質合金中來，使硬質合金形成新的低硬度、高脆性的復合碳化物。又由于Co的擴散造成ＷＣ、TiＣ等與基體的結合強度降低，從而加速刀具磨損。
擴散磨損的速度，一方面取決于刀具和工件材料間是否容易起化學反應。不同材料間有不同的化學親和力。有些材料間，在一定高溫條件下會發生強烈的化學反應，如ＷＣ與碳鋼之間。在相同條件下，有的則不發生反應，如Al２O３和碳鋼之間。有的會發生輕微反應，如TiＣ與碳鋼之間。因此，切削碳鋼時，ＷＣ-Ｃｏ硬質合金磨損最快，Al２O３陶瓷刀具磨損最慢，而WC-TiC-Co硬質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基的涂層硬質合金，可減少和防止擴散磨損。
另一方面擴散磨損的速度又取決于接觸面的溫度。根據擴散規律表明，對一定材料，隨著溫度的升高，擴散量先是較緩慢地增大，而后則越來越迅猛地增大。例如鎢向鐵中的擴散速度在1280°C時為１，在1330°C時則為5.56。用硬質合金刀具切削鋼時，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，說明黏結磨損與擴散磨損是產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加工，溫度較低 （不超過600°C），因而擴散磨損很輕。
（３）氧化磨損或化學磨損在一定的溫度條件下 （通常高于800°C），刀具材料 （如硬質合金）與空氣中的氧、極壓潤滑液中的添加劑硫、氯等起化學作用，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。
用硬質合金刀具進行切削，在低溫時以機械磨損為主。溫度升高，黏結磨損加快，溫度再升高，黏結磨損減少而擴散磨損與氧化磨損加快。
（４）相變磨損當刀具的最高溫度超過相變溫度時，刀具表面金相組織發生變化，使馬氏體組織轉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。
用高速鋼刀具進行切削，低溫時以機械磨損為主；溫度升高，黏結磨損加快；溫度達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。
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