硬质合金是由难熔金属化合物（硬质相）和粘结金属（粘结相）通过粉末冶金的方法所制备的复合材料,被广泛应用于切削刀具材料制作领域。本课题以具有表面无立方相梯度结构的WC-9Co硬质合金为研究对象,分别探索了多壁碳纳米管（MWCNTs）、碳化硅晶须（SiCw）以及两者的协同作用对其微观组织和性能的影响规律,并对SiCw和MWCNTs在WC-9Co硬质合金中的作用机理进行了分析,最终获得了具有最佳综合性能的WC-9Co硬质合金。首先,研究了不同MWCNTs含量对WC-9Co硬质合金微观组织和性能的影响规律。结果表明,适量MWCNTs的加入可以降低WC晶粒尺寸,促进合金梯度层的生长,提高合金的硬度和抗弯强度,降低合金的摩擦系数。随着MWCNTs的添加,合金的梯度层厚度从最初的13.3μm持续增加到35.6μm。当MWCNTs的添加量为0.08 wt%时,合金的WC晶粒尺寸达到了最小为1.35μm,硬度和抗弯强度均达到了峰值,分别为1330HV20和2798 Mpa,并且此时合金具有最佳的耐磨性。而合金的相对密度和断裂韧性则随着MWCNTs的添加持续增长。MWCNTs在合金中的主要作用机制为桥接、裂纹偏转、拔出以及在钴相中形成的网络强化效应。然而,过量的MWCNTs添加会导致合金内部发生聚集,降低了合金硬质相和粘结相的粘结强度,使合金的硬度和抗弯强度发生不同程度的下降。其次,研究了不同SiCw含量对WC-9Co硬质合金微观组织和性能的影响。结果表明,添加适量的SiCw可以细化WC晶粒,促进合金梯度层的生长,提高合金的硬度、断裂韧性和抗弯强度,并降低合金的摩擦系数。当SiCw的添加量为0.6 wt%时,合金的硬度、断裂韧性和抗弯强度达到最高值,分别为1294 HV20、15.02 Mpa·m1/2和2757Mpa,并且此时合金具有最佳的耐磨损性能。SiCw在合金中的主要作用机理为拔出、桥接、弥散强化和固溶强化,以及因SiCw与基体热胀失配而产生的残余压应力的增强作用。相比MWCNTs,SiCw对WC-9Co合金的强韧化作用程度略低。当SiCw的添加量过高时则会抑制梯度层的形成,不利于合金的致密化,使合金性能发生下降。而烧结温度的提高有助于合金的致密化,当烧结温度为1450℃和1470℃时,WC-9Co-SiCw具有较优的力学性能。最后,在上述的实验基础上,借助Minitab软件,采用三因素三水平正交实验的方法,获得了具有最佳综合性能的WC-9Co硬质合金。