M2高速钢以高硬度、高耐磨性、高切削韧性以及良好的热硬性而被广泛应用于切削刀具的制造。然而,随着制造业的快速发展,对刀具的切削速度以及切削精度提出了更高的要求。本次课题将从以下三个方面来改善M2高速钢的组织以及力学性能:一是通过采取激光金属沉积（LMD）的制备工艺;二是通过添加不同比例V/Ti合金元素;三是采取不同温度三次回火的热处理方式来进行优化。具体研究结果如下:LMD法制备的M2高速钢的微观形貌主要为等轴晶以及胞状晶。物相组成包括马氏体、残余奥氏体和沿晶界呈网状分布的M2C型碳化物。经V元素合金化后,组织中出现了新的碳化物—MC型碳化物,钉扎在晶界阻止了晶粒的长大,另外M2C型碳化物由片层状逐渐向块状和短棒状演变,残余奥氏体数量存在不同程度的减少。在力学性能方面,进行V合金化后的试样相对于M2高速钢的显微硬度提升了2.5%～10.2%,冲击韧性提高了 8.6%～20.6%,磨损率降低了 16.96%～46.50%。在500℃回火时,残余奥氏体基本完成了向回火马氏体的转变,合金碳化物析出较少,力学性能提高有限。在560℃回火时,回火马氏体析出了较多的合金碳化物且尺寸细化,元素分布更加均匀,发生了明显的二次硬化。同时冲击韧性以及耐磨性都得到了不同程度的提升。当回火温度达到620℃时,碳化物发生了聚集长大,回火马氏体脱溶析出,碳化物含量增加,力学性能发生了不同程度的恶化。经Ti元素合金化后,试样中残余奥氏体含量降低,Ti元素与C结合生成了 TiC质点。TiC作为奥氏体晶粒和MC型碳化物的异质剂,细化了晶粒且促进了 MC型碳化物的形成。在力学性能方面,显微硬度提高了 6.73%～9.18%,冲击韧性提升了6.8%～29.2%,磨损率下降了 22.38%～53.50%。试样在560℃相对于500℃回火时,残余奥氏体减少更加彻底,回火马氏体析出了较多的合金碳化物,发生了明显的二次硬化。此时,冲击韧性和耐磨性提高幅度也较大。在经过620℃回火后,部分试样的碳化物出现了聚集性长大且晶粒发生粗化,对力学性能造成了不良的影响。