拉拔加工过程中,拉拔模具工况条件恶劣,与拉拔线材摩擦剧烈,润滑状态不稳定,边界润滑、流体润滑和干摩擦相互影响,造成模具磨损失效,严重影响线材的尺寸精度和表面质量。因此,提高模具的耐磨性成为十分迫切的问题,而模具的强韧化、自润滑及内孔表面的减摩抗磨技术是解决问题的关键,是拉拔模具在工程应用中最主要的基础科学问题。由于CNTs同时具有高强度和自润滑性能,本文将CNTs添加到Al₂O₃/TiC陶瓷中,经过真空热压烧结,制备Al₂O₃/TiC/CNTs陶瓷拉拔模具材料,并对其模具结构、物理机械性能、裂纹扩展、增强增韧机理及摩擦磨损性能进行了分析研究。以TiC和Al₂O₃作为基体,添加CNTs和微量金属,采用热压烧结工艺,制备出具有高硬度及耐磨性的Al₂O₃/TiC/CNTs陶瓷拉拔模具材料,并对其进行物理机械性能实验以及显微结构分析。结果表明:Al₂O₃/TiC/CNTs陶瓷拉拔模具材料具有较高的相对密度;Al₂O₃/TiC/CNTs陶瓷拉拔模具材料的显微硬度和抗弯强度均较未添加CNTs的陶瓷材料有所降低,随着CNTs含量的增加,Al₂O₃/TiC/CNTs陶瓷拉拔模具材料的硬度和抗弯强度均逐渐降低;随着CNTs含量继续增加,KIC值先增大,最大达6.04±0.1MPa·m1/2,后逐渐减小;该材料内部晶粒分布均匀,材料在断裂过程中主要为穿晶断裂。基于Ⅰ裂纹扩展和Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展模式和裂纹扩展理论,建立了CNTs对Al₂O₃/TiC陶瓷裂纹尖端屏蔽的裂纹钉扎和偏转模型,分析了CNTs对Al₂O₃/TiC陶瓷裂纹尖端裂纹的影响。结果表明:裂纹钉扎在碳纳米管上时,在碳纳米管周围出现应力集中,裂纹尖端应力随着时间增加逐渐增大,碳纳米管吸收基体裂纹尖端的大量应变能,降低了复合陶瓷基体裂纹尖端的整体应力,有效地阻止了裂纹的扩展,增加了裂纹扩展的阻力;当裂纹扩展到碳纳米管附近时,由于碳纳米管的存在,影响了裂纹扩展路径上的应力分布,裂纹选择强度较低的区域断裂,绕过碳纳米后裂纹会沿着之前裂纹延长线的方向继续断裂,碳纳米管的加入,增加了裂纹的总体长度,如果不考虑材料的应变能、势能等,只考虑新生成裂纹的表面能,表面能明显增加,从而消耗了断裂能,增加了裂纹扩展的阻力。通过对Abaqus裂纹数据进行处理,得到了裂纹经过单元上符号距离函数值为0的点的坐标,近似求解了裂纹偏转情况下的裂纹长度;通过计算可知单个碳纳米管的添加使裂纹的长度增加了1.8%左右。利用有限元建立了Al₂O₃/TiC/CNTs陶瓷拉拔模在拉拔加工中的有限元分析模型,发现陶瓷拉拔模的最佳工作锥角为7°,当定径区角度大于7°后,随着角度的增加拉拔力逐渐增大;当定径区角度小于7°后,随着角度的增加拉拔力逐渐减小。当拉拔力大于一定值之后,由于拉拔力的施加使拉拔线材发生弹塑性变形,线材在定径区不能完全接触,定径区出口处线材与模具出现了接触间隙,与模具的摩擦力降低,拉拔力出现降低。拉拔模具工作区受力比定径区大,受力最大位置在定径区的最小直径处。干摩擦条件下对Al₂O₃/TiC/CNTs陶瓷拉拔模具材料进行摩擦磨损实验,研究分析其摩擦学性能,结果表明:Al₂O₃/TiC/CNTs陶瓷拉拔模具材料的摩擦系数比未添加CNTs的陶瓷材料小,CNTs起到了减磨的作用,摩擦系数随CNTs含量的变化为0%>（1%,2%,3%,4%）>5%;在不同载荷和不同转速下,摩擦系数分别随载荷和转速的增加而减小;Al₂O₃/TiC/CNTs陶瓷拉拔模具材料的磨损量较小,不同载荷和转速下磨损量变化不明显,随着CNTs含量的增加,磨损量先降低,后又开始增大,其中CNTs含量为4%的Al₂O₃/TiC/CNTs陶瓷材料磨损量最低;摩擦接触过程中,CNTs脱落形成一层润滑膜,阻断摩擦副间的接触,降低磨损率和摩擦因数;该陶瓷拉拔模具材料的磨损机理主要为磨粒磨损和疲劳磨损。