碳氮化钛基金属陶瓷目前已经发展成为一种工业生产领域中不可或缺的刀具材料,但是目前传统烧结方式制备Ti（C,N）金属陶瓷刀具材料存在保温时间长、晶粒易长大等问题。基于材料自发热原理的微波烧结技术近年来用于高温结构陶瓷的制备,具有保温时间短的优点。本文针对所购置的微波烧结设备大尺寸、大功率的特点,通过改进微波烧结保温装置结构、分析在烧结炉腔中素坯高度对内部电场分布的影响,探索制备了一种新型Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料,并对其材料组分、烧结工艺参数、微波烧结致密化过程和刀具切削性能进行了研究。根据微波烧结特点和复合陶瓷刀具材料物化相容性原则,以改善微波吸收性能和烧结性,提高刀具材料的力学性能为目标,本文提出了一种新的刀具材料体系Ti（C0.7,N0.3）-WC-HfN-Ni-Mo。应用COMSOLMultiphysics仿真软件分析了素坯在微波烧结炉腔不同高度时的电场分布,发现将素坯置于高度320mm时,内部的电场强度值总体相对较高且分布较均匀。研究了不同Ni-Mo含量时微波烧结新型Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料力学性能和微观组织的变化趋势,结果表明,当添加5wt.%Ni和5wt.%Mo时,刀具材料微观组织均匀,相对密度较高,力学性能较优。在此基础上,针对刀具材料体系Ti（C,N）-15wt.%WC-5wt.%Ni-5wt.%Mo（简写为TWNM10）,优化了微波烧结新型Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料中HfN的添加量,结果表明,在HfN含量为20wt.%时,金属陶瓷的力学性能和微观组织较好,其抗弯强度、维氏硬度、断裂韧度约为812MPa、16.8GPa、8.1MPa·m1/2,相对密度达到98.7%。结合微观组织分析了其增韧机理是在穿晶/沿晶混合断裂模式中的裂纹偏转和裂纹分叉。对微波烧结新材料体系 Ti（C,N）-15wt.%WC-20wt.%HfN-5wt.%Ni-5wt.%Mo（简写为TWH20NM）的烧结温度、保温时间、冷压压力等制备工艺参数进行了实验优化。结果表明,当烧结温度为1400℃,保温时间为10min,冷压压力为300MPa时TWH20NM的综合力学性能最佳,维氏硬度提高至17.3GPa。对比研究了不同温度下无压烧结制备TWH20NM金属陶瓷的力学性能和微观组织,并与1400℃微波烧结金属陶瓷进行了比较。结果表明,在相同实验条件下,微波烧结能够获得更好的致密度和更优的力学性能,微观组织均匀性更佳,晶粒尺寸更加细小。分析了微波烧结致密化过程。研究表明,微波烧结金属陶瓷TWH20NM相对于传统无压烧结过程烧结驱动力增加,微波电场促进了带电空位的迁移,致密化速率提高;而且在微波电场的作用下,晶粒产生塑性形变,表面自由能降低,促进了三叉晶界处气孔的排出,不仅加快了致密化,还细化了晶粒。研究了微波烧结新型金属陶瓷刀具TWH20NM湿式车削难加工材料哈氏合金C-276的切削性能。正交实验结果表明,切削速度对工件材料去除量影响最大,其次是切削深度,进给量的影响作用最小,最优加工参数为v=40m/min、ap=0.2mm、f=0.125 mm/r。在此参数下与两种商用陶瓷刀具SG4和LT55进行了对比切削实验,结果表明其抗磨损能力由强到弱的顺序为SG4＞TWH20NM＞LT55。分析自制TWH20NM刀具主要的失效形式有前刀面的沟槽磨损、微崩刃和后刀面磨损;主要磨损机理为粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损。