强流脉冲电子束(High Current Pulsed Electron Beam,HCPEB)因具有能量高、脉冲时间短等优势,在材料表面改性领域中倍受青睐。HCPEB辐照过程中引发的应力场能够引起材料表层范围内发生快速而强烈的塑性变形,从而使材料得到特殊的改性效果。因此本文利用SOLO型强流脉冲电子束装置对硬质合金刀具进行辐照,并对辐照前后硬质合金刀具材料的微观结构状态和力学性能进行研究。采用不同的轰击次数和能量密度对YW2和H13A两种硬质合金刀具进行辐照。使用SEM和X射线衍射仪对处理前后刀具表面进行显微形貌和相组成进行分析,并对电子束处理前后试样的显微硬度、表面粗糙度和切削钛合金的性能进行对比研究。最后以刀具表面的显微硬度和粗糙度为响应值,对加速电压、工作电流和脉冲次数等辐照工艺参数进行优化。XRD分析结果表明,HCPEB辐照后,Ti C和Co3W3C的含量增加,WC的衍射峰向高角度方向发生偏移,表层内部产生了较大的压应力,经过计算,能量密度为4.5J/cm2时,刀具表面残余压应力为-10.724GPa。刀具表层100μm范围内显微硬度发生变化,在距离表面20μm处出现最大值,为2012HV。且WC衍射峰发生宽化,晶粒细化。表面微观结果显示,辐照后的硬质合金刀具表面由无颗粒状的熔化组织覆盖,熔化层的厚度大约为1μm,表面粗糙度略有降低。经综合分析,优化得出辐照YW2刀具最优参数:加速电压10k V,工作电流180A,脉冲次数45次。辐照H13A刀具最优参数:加速电压11k V,工作电流120A,脉冲次数50次。与未经处理刀具相比,辐照后的硬质合金刀具的显微硬度明显提高,而粗糙度值降低,对TC4钛合金的切削实验结果也验证了优化工艺处理后刀具的切削性能明显得到提高。