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陶瓷刀具(主要指Si3N4刀具和Al2O3刀具)由于其高的红硬性、较好的耐磨性以及高化学稳定性而非常适合车削灰铸铁。但是由于陶瓷刀具其固有的脆性,使得陶瓷刀具在受到机械冲击的情况下很容易破损。因此,需要一种合适的测试方法来对陶瓷刀具进行测试,确定其在切削时的各种切削性能。另一方面,目前,全世界80%(甚至更高的比例)的刀具经过涂层处理。大部分的研究主要集中在涂层对刀具的耐磨性、高温性能的影响进行研究。基于陶瓷刀具的脆性,本文在结合之前的研究的基础上,在研究涂层对刀具耐磨性的同时,进一步研究了涂层在刀具切削过程中是否具有增韧的作用。本文提出使用变切深车削的方法测试陶瓷刀具的切削性能,使用4种不同牌号的Si3N4刀具和两种不同材质的Al2O3刀具分别进行连续和变切深车削灰铸铁HT250实验,借助体式显微镜、便携式粗糙度仪和Quanta400型扫描电子显微镜,通过后刀面磨损测试、工件表面粗糙度测量、磨损表面观察和区域元素能谱分析,对几种刀具的切削性能和失效机理进行了深入研究,为刀具的选用和制造提高了参考和依据。实验结果表明：无论是在连续车削还是变切深车削中,由于涂覆有TiN/Al2O3或者Al2O3/TiN涂层,SL550C和SC10材质的Si3N4刀具的寿命比基体增加了2-5倍左右；涂层的顺序和厚度的不同,两种涂层Si3N4刀具切削性能有一定的差异；Si3N4刀具更适用于冲击力较大、切削环境较恶劣的情况,Al2O3刀具更适用于精加工等冲击力不大的使用条件；连续车削中,Si3N4必具的主要失效形式是磨粒磨损,还有少量的粘结磨损；变切深车削中,Si3N4刀具的主要失效形式是粘结磨损,而磨粒磨损和少量的碎裂也对刀具的失效起一定作用；连续车削中,两种Al2O3刀具的主要失效形式是疲劳磨损和磨粒磨损,还有少量的粘结磨损；小变切深车削中,两种Al2O3刀具的主要失效形式是疲劳磨损和磨粒磨损,AB20的粘结磨损有所增加；大变切深车削中,AB20无涂层Al2O3刀具主要失效形式是剥落,AB2010涂层Al2O3刀具主要失效是疲劳磨损和磨粒磨损。CVD的TiN、Al2O3涂层不仅增加了Si3N4刀具的耐磨性,也增加了Si3N4刀具在切削时的韧性。PVD的TiN涂层不仅增加了AlO23刀具的耐磨性和抗疲劳磨损性能,也增加了Al2O3刀具在切削时的韧性；另一方面,PVD的TiN涂层还能很好保持工件的加工精度,而CVD的Al2O3/TiN或者TiN/Al2O3涂层则会使工件的表面加工精度变差。