TiC基金属陶瓷是一种较有发展前途的刀具材料,但目前对该材料的研究仅能提高其单一力学性能指标,而缺少提高其综合性能的方法。本文根据复合陶瓷刀具材料的设计原则进行材料组分设计,采用真空热压烧结工艺研制成功了两种新型的TiC-TiB2金属陶瓷刀具材料,既具有高的硬度,又同时具备较高的抗弯强度和断裂韧度；揭示了在服役切削条件下该刀具材料的高温性能演变规律,探讨了新型刀具在切削不锈钢时的切削性能和刀具失效机理。本文的研究成果将为新型陶瓷刀具材料的研发和金属陶瓷刀具的推广应用提供理论和应用基础。优化了TiC-TiB2金属陶瓷刀具材料中烧结助剂Ni和Ni-Mo的含量。研究表明,添加5wt%Ni(TBN5)或添加4.45wt%Ni+3.55wt%Mo(TBNM8)时刀具材料具有较高的力学性能和微小均匀的微观组织。优化了TBN5和TBNM8金属陶瓷刀具的保温阶段、升温速率、烧结温度和保温时间。研究表明,在两段式保温、升温速率为50℃/mmin、烧结温度为1450℃、保温时间为30min和烧结压力为32MPa的工艺条件下制备的TBN5和TBNM8的综合力学性能最优,其抗弯强度分别为932.3±70MPa、921.2±140MPa,维氏硬度分别为20.14±1.1GPa、22.4±1.0GPa,断裂韧度分别为6.86±0.60MPa·m1/2、7.18±0.5MPa·m1/2。结合微观组织分析其增韧补强机理主要源于沿晶／穿晶混合断裂模式下引起的裂纹偏转、裂纹桥联、裂纹分叉等。研究了新型金属陶瓷刀具材料TBN5和TBNM8的高温力学性能,揭示了金属陶瓷刀具材料的高温抗弯强度和断裂韧度随温度变化的规律。结果表明,随着温度的升高,TBN5和TBNM8的抗弯强度逐渐降低,而断裂韧度先升高而后降低。在1000℃时,TBN5和TBNM8的抗弯强度仍能保持高于400MPa,断裂韧度高于6MPa·m1/2,表明TBN5和TBNM8具有较优的高温力学性能,适用于切削难加工材料用切削刀具。分别研究了新型金属陶瓷刀具TBN5和TBNM8连续干切削、湿切削马氏体不锈钢17-4PH和奥氏体不锈钢321时的切削性能,并与商业化陶瓷刀具LT55进行了对比。结果表明,在湿式连续切削条件下,两种新型金属陶瓷刀具与马氏体不锈钢17-4PH的匹配性较优,刀具的失效形式是前刀面微崩落和后刀面磨损,刀具的主要磨损机理是扩散磨损、粘结磨损和氧化磨损。在干式连续切削条件下,两种新型金属陶瓷刀具与马氏体不锈钢17-4PH的匹配性较差,刀具寿命较短；刀具的失效形式是前刀面破损、后刀面磨损和切削刃崩刃,刀具的主要磨损机理是扩散磨损、粘结磨损和氧化磨损。在优化的切削用量下,对比研究了两种新型刀具TBN5和TBNM8湿式和干式切削奥氏体不锈钢321的切削性能,结果表明,两种刀具均更适合干式切削321,刀具寿命较长；其中TBN5的失效形式是切削刃脆断和后刀面材料剥落,主要磨损机理是沟槽磨损、扩散磨损和氧化磨损；TBNM8的失效形式是轻微的材料剥落和微崩刃,主要磨损机理是沟槽磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损。