陶瓷刀具由于具有耐高温、耐磨损、抗蠕变和抗热震等优良性能而被广泛应用于高速切削领域,但因传统的烧结方式能耗高和效率低等弊端极大地限制了陶瓷刀具的生产。本文通过优化材料组分和烧结工艺采用放电等离子烧结技术（SPS）制备高性能氮化硅基陶瓷刀具,并分别研究了烧结温度和添加剂含量对氮化硅基陶瓷刀具材料致密度、力学性能、物相组成和微观组织的影响,研究了不同摩擦条件下的摩擦磨损特性和磨损机理,最后对所制备的氮化硅基陶瓷刀具进行切削实验,研究了不同切削条件下刀具的切削性能和磨损机理。通过设计正交实验（L₉（3⁴））研究了烧结温度和烧结助剂（MgSiN₂、Y₂O₃和CeO₂）对氮化硅陶瓷刀具材料致密度、物相组成、α→β相转化率、力学性能和微观组织的影响。研究结果表明添加有5wt%MgSiN₂+3wt%Y₂O₃+1wt%CeO₂的氮化硅陶瓷刀具材料（SN91）在1650℃时获得最佳综合力学性能,其相对密度（99.40±0.14%）达最大值,维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为16.53±0.12GPa、6.89±0.20MPa·m^1/2和1161±134MPa,晶粒由等轴状的α相和长柱状的β相组成,α→β相转化率为42.5%。采用放电等离子烧结的SN91陶瓷刀具材料的力学性能分散性较小,其硬度和断裂韧性很好地服从二参数威布尔分布。在烧结助剂成分和含量确定的基础上研究了不同烧结温度下WC和Co含量对氮化硅基陶瓷刀具材料致密度、物相组成、α→β相转化率、力学性能和微观组织的影响。X射线衍射分析结果表明烧结后样品主要由α-Si₃N₄、β-Si₃N₄和WC组成,并没有发现其他的烧结助剂相和反应的新物质相。在烧结温度1650℃时,添加10wt%WC+1wt%Co的氮化硅基陶瓷刀具材料（SW10）取得最佳的综合力学性能,其相对密度为99.04±0.16%,维氏硬度为16.96±0.24GPa,断裂韧性为7.26±0.17MPa·m^1/2,抗弯强度为1132±201MPa,α→β相转化率为46.21%。与SN91陶瓷刀具材料相比,SW10陶瓷刀具材料的维氏硬度、断裂韧性和相转化率分别提高了2.60%、5.37%和8.73%。在干滑动条件下,研究了SN91和SW10陶瓷刀具材料分别与氮化硅和轴承钢GCr15配副的摩擦磨损性能,并与市售热压烧结ST陶瓷作对比。结果表明:三种氮化硅基陶瓷刀具材料分别与Si₃N₄配副的摩擦系数和磨损率均随着滑动速度的升高而减小,其他情况下三者的摩擦磨损变化趋势不同。配对材料对氮化硅基陶瓷刀具材料的摩擦磨损性能影响显著,氮化硅基陶瓷刀具材料与Si₃N₄配副的磨损率大于GCr15,ST陶瓷的磨损率均低于另外两种氮化硅基陶瓷刀具材料,且不同氮化硅基陶瓷刀具材料的磨损机理不同。通过设计正交试验（L₉（3³））研究了不同切削条件下氮化硅基陶瓷刀具（SN91和SW10）连续干式切削淬硬合金钢40Cr的切削性能,并与市售塞隆陶瓷刀具和硬质合金刀具YG8进行对比分析。在相同切削条件下,四种刀具中SN91刀具的切削寿命最长,在加工淬硬合金钢40Cr时显示出优越的切削特性。在v_c=103.62m/min、a_p=0.1mm和f=0.05mm/r下,SN91的刀具寿命约为SW10刀具的1.43倍。在v_c=103.62m/min下,SN91刀具的磨损机理以黏结磨损为主,并伴随着氧化磨损和扩散磨损。在v_c=214.31和314.00m/min下,SN91陶瓷刀具后刀面以磨粒磨损为主,并伴随着黏结磨损和氧化磨损,而刀具的前刀面主要产生了磨粒磨损。