在高溫下切削、工件與刀具接觸過程中，雙方的化學元素在固態下相互擴散，改變刀具的成分結構，使刀具表層變得脆弱，加劇了刀具磨損。擴散現象總是保持著深度梯度高的物體向深度梯度低物體持續擴散。

例如硬質合金在800℃時其中的鈷便迅速地擴散到切屑、工件中去，WC分解為鎢和碳擴散到鋼中去；PCD刀具在切削鋼、鐵材料時當切削溫度高于800℃時，PCD中的碳原子將以很大的擴散強度轉移到工件表面形成新的合金，刀具表面石墨化。鈷、鎢擴散比較嚴重，鈦、鉭、鈮的抗擴散能力較強。故YT類硬質合金耐磨性較好。陶瓷和PCBN切削時，當溫度高達1000℃-1300℃時，擴散磨損尚不顯著。

工件、切屑與刀具由于材料的同，切削時在接觸區將產生熱電勢，這種熱電勢有促進擴散的作用而加速刀具的磨損。這種在熱電勢的作用下的擴散磨損，稱為“熱電磨損”。