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陶瓷刀具因其具有高温红硬性高、化学稳定性好等特点,适合用于难加工材料的高速切削加工。氧化铝是目前陶瓷刀具的主要材料体系,已有多种不同添加相的氧化铝基商业化陶瓷刀具获得应用。鉴于一维新型材料氮化硼纳米管(BNNTs)具有非常高的拉伸强度和杨氏模量、高温化学稳定性好等特点,本文尝试研究了BNNTs增韧氧化铝基陶瓷刀具新材料,并与BN颗粒复合以及TiB2-(W,Ti)C多相复合氧化铝基陶瓷刀具材料进行对比研究；最后对新研制刀具的切削性能进行了初步研究。本研究对以碳纳米管(CNTs)作为模板,在高温、高压下合成BNNTs的工艺参数进行了实验优化,分析了反应温度、反应时间和反应压力对BNNTs形貌的影响。结果表明,使用30mL的反应釜,CNTs的含量定为0.5g,压力为30MPa,反应温度为600℃,反应时间15h即为反应的最优参数。获得的产物在750℃左右空气气氛中氧化即可获得所需的BNNTs。研究了烧结助剂MgO和Y2O3对Al2O3陶瓷刀具材料性能的影响,对烧结助剂种类、含量和烧结温度进行了优化,并且分析了复合陶瓷材料的物相组成、力学性能和微观组织。结果表明,同时添加MgO和Y2O3时,复合陶瓷材料力学性能均高于单独添加MgO或Y2O3时的力学性能,并且MgO-Y2O3复合助烧剂能够有效的降低Al2O3陶瓷刀具材料的烧结温度。在优化了助烧剂的基础上,对BNNTs复合Al2O3基陶瓷刀具材料的组分配比和保温时间进行了优化,通过对复合陶瓷材料的力学性能、物相组成和微观组织的分析,发现适量的BNNTs能有效的细化晶粒,提高致密度,减少气孔等缺陷,使材料的各方面力学性能明显提高。但是由于纳米相分散困难,过高含量的BNNTs将在基体中团聚,使材料的各方面力学性能明显下降。为了与一维材料BNNTs作对比,本文研究了六方氮化硼(h-BN)和立方氮化硼(c-BN)颗粒对Al2O3基复合陶瓷刀具材料力学性能和微观组织的影响规律。结果表明,同样为六方结构的BNNTs和h-BN颗粒对Al2O3基陶瓷刀具材料的作用效果完全相反,h-BN颗粒的引入,使材料的力学性能明显下降。而c-BN颗粒的引入可以使材料的断裂方式由沿晶断裂变成穿晶断裂,使抗弯强度明显提高,其中优化出的一种立方氮化硼(c-BN)颗粒复合Al2O3基陶瓷刀具材料AC3的抗弯强度达到632MPa。为与添加BN的刀具材料对比,并进一步提高Al2O3基陶瓷刀具材料的力学性能,本文研制了Al2O3-TiB2-(W,Ti)C体系的陶瓷刀具材料,对烧结温度进行了优化,分析了烧结温度对材料力学性能和微观组织的影响,并对物相组成和增韧补强机理进行了分析。最终制备的新型复合陶瓷刀具材料ABW,抗弯强度达到654MPa,断裂韧度达到6.4MPam1/2,维氏硬度达到17GPa。研究了陶瓷刀具ABW切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti时的切削性能,并与BN复合Al2O3基陶瓷刀具AC3以及商用陶瓷刀具SG4作对比。正交实验优化出ABW刀具切削时的最优切削参数是切削速度80m/min、进给量0.15mm/r和切削深度0.3mmm。在此切削用量下,三种对比刀具的失效分析表明,ABW陶瓷刀具的主要磨损机理是粘结磨损和扩散磨损,AC3陶瓷刀具的主要磨损机理是粘结磨损,并伴有轻微的切削刃崩刃。而SG4刀具主要是破损,并且伴有扩散磨损。