钨合金是一种以金属钨颗粒为主要成分,通过粉末冶金工艺制备的双相金属,得益于其密度大、熔点高、抗腐蚀性优异和辐射屏蔽性好等特性,广泛应用于航空航天、武器、核工业和医疗等领域。由于钨合金具有晶粒粗大,在常温下呈脆性,易粘结且脆-韧转变温度高的特点,在钨合金切削加工过程中存在严重的刀具磨损现象,导致了加工成本高、质量差、效率低等问题。但是目前缺乏针对钨合金切削加工刀具磨损的相关研究,刀具磨损机理不明。涂层刀具有耐侵蚀、表面硬度高、热稳定性好、综合成本低等特点,大量应用于各种难加工材料的加工。因此,本文围绕涂层刀具加工钨合金刀具的磨损行为进行了研究。针对目前尚无系统的成品涂层刀具表征方法的现状,本文首先从涂层刀具性能表征入手,通过对所选刀具的性能参数进行各类测试、对比和分析,建立了一套针对涂层刀具理化参数的表征方法,继而对刀具的基体、涂层和元素成分等性能参数开展了测试;然后以划痕实验研究了刀具的涂层-基体结合强度和涂层破损性质;最后通过摩擦磨损实验的方式,对比了不同涂层刀具的耐磨性能差异和涂层破损性质,分析了导致差异的原因,并建立了刀具摩擦磨损行为与涂层力学性能、刀具划痕性能之间的联系,初步指出适用于钨合金加工的涂层刀具应具有涂层-基体结合强度高、力学性能均衡（涂层耐磨性能好、脆性不显著）的特点。主要研究内容和结论如下:（1）刀具理化性能表征与测试:针对钨合金加工刀具选型还不明确的现状,通过调研大量文献资料和刀具厂商,选出五种涂层刀具和一种无涂层硬质合金刀具用于钨合金加工研究。首次提出一套针对商用成品刀具的物理、化学性能表征方法,对所选刀具的表面、基体和涂层性能进行了测试和分析,结果表明所选六种刀具的表面不同程度分布有条纹和缺陷,基体均为细/极细晶粒钨钴类硬质合金、硬度处在1900-2100HV之间;涂层厚度观测表明GC1115涂层最厚、AC510U涂层最薄,纳米硬度测试表明不同刀具涂层硬度和耐磨性能有所差异,涂层元素成分测试表明KC5410刀具属于TiB₂涂层,另外四种刀具的涂层均属于TiAlN系涂层,Al含量比处在0.507-0.658之间,含有少量的Cr、Si元素。以上测试充分表征了涂层刀具性能参数和各牌号刀具之间的异同之处,为后续的划痕实验和摩擦磨损实验分析奠定了基础。（2）涂层刀具划痕实验:使用涂层附着力自动划痕仪对涂层刀具表面进行了划痕测试。结果表明五种刀具涂层-基体结合强度差别较大,KC5010、GC1115和AC510U三种刀具涂层耐刻划能力较好,KCU10和KC5410则表现较差,且各种刀具表现出了不同的失效形式和韧脆性质。划痕实验表征了不同涂层的破损特点和涂层-基体结合强度,为摩擦磨损实验结果分析提供了理论依据。（3）摩擦磨损实验平台:为解决现有摩擦磨损实验机难以应对商用成品刀具摩擦磨损测试需求、摩擦副形式与实际情况差别较大的问题,依据实际条件和需求,基于四分量测力仪系统和三轴加工中心设计、搭建了针对商用成品刀具耐磨性能测试的摩擦磨损实验平台,并通过仿真和实验方法对平台参数进行了校准。此平台摩擦副模拟了实际加工中的刀-切屑和刀具-工件的线-面接触形式,对于成品刀具摩擦磨损性能测试有更好的结构适应性,主要性能参数满足了高速、大加载力的测试需求。（4）刀具摩擦磨损实验及磨损行为分析:在摩擦磨损实验平台上对所选六种刀具进行了刀具涂层-钨合金摩擦副摩擦磨损性能测试。结果表明六种刀具的耐磨性能差异明显,耐磨性能由强至弱依次为AC510U、KC5010、GC1115、KC5410、K313和KCU10,并对各牌号刀具的摩擦磨损行为和导致耐磨性能差异的原因进行了分析,分析表明涂层刀具的摩擦磨损性能与其涂层-基体结合强度密切相关,当刀具的涂层-基体结合强度高、力学性能均衡时（涂层耐磨性能好、脆性不显著）,刀具才能表现出优异的耐磨性。以KC5010刀具和AC510U刀具为研究对象,进行了实际车削钨合金的实验,结果表明AC510U刀具相比于KC5010刀具,在钨合金车削加工中具有更好的耐用性,验证了摩擦磨损实验中得到的AC510U刀具耐磨性能优于KC5010刀具的结论。