近年来,越来越多的难加工材料因其优异的性能而得到广泛应用,然而其切削加工时存在的切削温度高、切削力大、加工硬化严重等问题也日趋严峻。目前除高温结构陶瓷材料之外,其余难加工材料最常采用硬质合金刀具进行切削加工。纳米晶硬质合金和梯度硬质合金是硬质合金刀具研究的焦点,将纳米晶和梯度结构结合起来制备纳米晶梯度硬质合金,即可以同时具有二者的优点。而深冷处理作为一种经济、环保的处理方式,可在较大程度上进一步提高刀具表面的耐磨性及使用寿命,以满足当下难加工材料对刀具的严苛要求。本文首先对Co10Ti2纳米晶梯度硬质合金的深冷处理工艺进行研究;其次研究了Co10Ti2硬质合金的深冷处理强化机理及其工艺适用性;最终对深冷处理前后四种不同成分硬质合金刀具的钛合金和不锈钢高速切削性能进行研究,并对他们在高速切削过程中的磨损机理进行了分析,所得结果如下:（1）Co10Ti2硬质合金最佳的深冷处理工艺为:深冷24h,300℃回火两次。合金经深冷处理后,硬度、饱和磁化强度升高,矫顽力降低,断裂韧性变化不大,没有η相的产生。作用机理主要为粘结相Co的相变以及立方相的溶解-析出。（2）四种刀具经深冷处理后切削性能均有所提升,其中Co10V2、Co10TiC2两种刀具的切削性能较好,切削TC4钛合金时,后刀面磨损量小于YBG202、GC1105涂层刀具;切削2205不锈钢时,后刀面磨损量介于YBG202、GC4225涂层刀具之间。（3）四种刀具切削钛合金时以粘着磨损为主,切削不锈钢时以磨粒磨损为主,其次都伴有扩散磨损和氧化磨损,深冷处理在一定程度上减缓了刀具切削钛合金时的粘着磨损和扩散磨损,减缓了 Co10TiC2刀具切削不锈钢时的扩散磨损和氧化磨损。