本研究以提高TiC_0.7N_0.3陶瓷刀具材料的综合力学性能,尤其是抗弯强度为目标。根据陶瓷刀具材料的设计原则和本课题的设计目标,确定了以TiC_0.7N_0.3为基体材料、VC为添加相、Ni-Mo为金属相的TiC_0.7N_0.3基陶瓷刀具材料。并分析了Ni对TiC_0.7N_0.3的润湿性以及材料间的物理化学相容性。并对TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料的制备工艺、制备过程、烧结工艺和性能测试方法进行了仔细说明,进一步证明了本课题的可行性。本文首先研究了VC含量对TiC_0.7N_0.3陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:当烧结温度为1550℃,Ni-Mo含量为8wt.%时,随着VC含量由5wt.%增加到20wt.%,TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料的硬度逐渐升高,抗弯强度先增加后减小,断裂韧度先增加后减小。当VC含量为10wt.%时,TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料获得了优异的综合力学性能,其硬度为22.89GPa、抗弯强度为926.77MPa和断裂韧度为7.09MPa·m^1/2。为了进一步优化TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料的力学性能,本文通过正交实验法对其制备参数进行进一步优化。研究结果表明:通过对正交实验数据的分析,最优组合优化方案的烧结温度为1500℃,VC含量为10wt.%Ni-Mo含量为8wt.%,不在已有的正交实验的九组实验中,因此需要对最优组合优化方案进行实验验证。通过对在优化后的TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料的微观组织和力学性能分析表明:在优化后的TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料微观组织分布均匀,并获得了最佳的力学性能,其硬度为23.86GPa、抗弯强度为1164.62MPa和断裂韧度为6.03MPa·m^1/2;优化后的TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料的硬度和断裂韧度并没有明显降低,而抗弯强度明显增加;优化后的TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料的力学性能与优化方案设计的理论结果相符,其增韧机理主要为裂纹偏转。本文选取优化后的TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料为研究对象,对其进行了抗热震性实验研究。根据C1525-04标准对热震后刀具材料的残余抗弯强度进行了测试,并对其断口进行了分析,结果表明:当热震温差低于1000℃时,空冷后的TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料表面的氧化层厚度远小于水冷后的氧化层厚度,这主要是因为空冷过程中,刀具材料热冲击小,内应力较小,且刀具材料表面形成的致密氧化层对底层材料有一定的保护作用。当热震温差为1000℃时,空冷和水冷后的TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料表面的氧化层厚度大大增加,这主要是由于热震温差太高导致材料内部热应力过大,在刀具材料表面和内部产生了裂纹,使氧气进入到了材料内部,导致材料表层以下被氧化;根据C1525-04标准测得空冷后TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料的临界热震温差约为870℃,水冷后TiC_0.7N_0.3-VC陶瓷刀具材料的临界热震温差约为810℃。