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当今社会对难加工高性能合金的需求和对切削加工技术的要求日益提高,关于高性能切削刀具材料的研究也是时代所趋。Ti（C,N）基金属陶瓷具有低密度、高室温硬度,高化学稳定性,高耐磨性和低摩擦系数,并且其原材料为Ti,Ni等非战略性资源,因此它也被视为WC基硬质合金的替代材料。然而,综合力学性能和高温性能不足是制约Ti（C,N）基金属陶瓷刀具广泛应用的主要瓶颈。近年来,相关研究大多数是通过细化硬质相结构和多元化硬质组分的方式来改善,而对于粘结相的优化研究相对有限且不理想。再加上,传统粘结相Co/Ni在酸性和高温切削环境下表现不稳定,刀具易崩刃,高速切削表现差。因此通过调控优化粘结相来提高Ti（C,N）基金属陶瓷材料性能的研究工作具有重要意义。此外,涂层技术也是提高刀具综合性能的关键技术之一,目前发达国家高精度机床用切削刀具90%以上都经过涂层处理。因此对涂层Ti（C,N）基金属陶瓷基体涂层间的匹配性研究也是十分必要的。本研究系统性地从切削刀具制造领域三大关键技术（切削刀具材料、涂层技术和切削加工工艺）出发,以机械合金化制备的五元高熵合金（HEA）CoCrCuFeNi作为粘结剂,成功制备具有高综合性能的Ti（C,N）-HEA金属陶瓷刀具材料,研究了CoCrCuFeNi HEA粘结剂对Ti（C,N）基金属陶瓷材料微观组织、基础力学性能和高温摩擦磨损性能的影响。并通过物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）涂层技术,研究了在成熟的涂层工艺和涂层材料的实验条件下新型金属陶瓷Ti（C,N）-HEA基体材料的可涂覆性。最后通过对H13模具钢的切削实验,研究了未涂层、PVD和CVD涂层Ti（C,N）-HEA金属陶瓷刀具的切削行为和磨损机理。新型Ti（C,N）-15HEA金属陶瓷具有优异的微观结构和综合力学性能。与Ni粘结剂相比,CoCrCuFeNi HEA粘结剂能抑制芯环晶粒生长并促进形成较细的白芯晶粒。这是由于CoCrCuFeNi的迟滞扩散作用能够抑制晶粒长大,并促进（Ti,W,Mo,Ta）（C,N）小颗粒作为独立形核核心长大为白芯晶粒。新型金属陶瓷Ti（C,N）-15HEA具有比传统金属陶瓷Ti（C,N）-15Ni更高的综合力学性能。其中硬度改善最显著,达到1726 HV30,能够在保持传统金属陶瓷的抗弯强度和韧性的同时,显著改善金属陶瓷的硬度,这也是传统粘结剂Ni、Co等无法比拟的。其高硬度可归因于细晶强化和高硬度CoCrCuFeNi粘结相的固溶强化效应。其良好的韧性得益于大量白芯晶粒和较少脆性相的析出。与典型的黑-白-灰芯环晶粒相比,白芯晶粒具有简单的微观相结构,界面数和界面复杂应力相对更小,韧性因而得到改善。CoCrCuFeNi粘结剂可显著改善Ti（C,N）基金属陶瓷的高温减摩和耐磨性能。新型金属陶瓷Ti（C,N）-15HEA的钢间摩擦系数远低于传统金属陶瓷Ti（C,N）-15Ni,其抗磨损能力是Ti（C,N）-15Ni金属陶瓷的2.4-2.6倍。Ti（C,N）-15HEA金属陶瓷在高温下的磨损机理主要是摩擦氧化层的形成和分层。在优良微观结构的前提下,CoCrCuFeNi粘结相可在高温下充分发挥高熵效应,一方面促进形成稳定的氧化润滑层,另一方面实现与硬质相的高强度结合,避免产生磨粒,从而显著改善了Ti（C,N）基金属陶瓷的高温摩擦磨损性能。Ti（C,N）-HEA金属陶瓷有较好的PVD TiAlN和CVD TiN/Al2O3/Ti CN/TiN可涂覆性,在相同试验方法下可获得与Ti（C,N）-Ni基体相似且能够被使用的刀具涂层。对于TiAlN涂层,Ti（C,N）-Ni和Ti（C,N）-HEA两种不同粘结相金属陶瓷基体表面涂层微观结构均呈现出致密的柱状晶结构。其中Ti（C,N）-HEA基体表面TiAlN涂层晶粒更细,这是因为在涂层过程中,更细微观结构的Ti（C,N）-HEA金属陶瓷基体上能够获得更多形核晶粒,最终形成更细的涂层。并且Ti（C,N）-HEA基体中大量粘结相元素Cr,Cu,Fe,Ni会与TiAlN涂层发生扩散,其中Cu元素在TiAlN涂层中含量和扩散距离最高,Fe和Ni在涂层中的含量和扩散距离次之,Cr扩散程度最低。细晶强化和固溶强化效应导致Ti（C,N）-HEA金属陶瓷基体表面的TiAlN涂层硬度较高,达到36.97 GPa。Ti（C,N）-Ni和Ti（C,N）-HEA金属陶瓷基体表面的TiAlN涂层结合力等级均为HF1。对于CVD TiN/Al2O3/Ti CN/TiN涂层,涂覆在不同基体上时,各相择优取向表现出一定差异。Ti（C,N）-HEA金属陶瓷基体表面CVD涂层中的Ti CN和Al2O3晶粒较细,五层涂层各层连接良好,界面清晰,无明显裂纹剥落等缺陷。并且Ti（C,N）-HEA金属陶瓷基体粘结相元素Co,Cr,Cu,Fe,Ni与CVD复合涂层发生扩散,其中Cu元素扩散程度最强,Co、Cr、Ni次之,Fe元素扩散程度最弱。细晶强化导致Ti（C,N）-HEA金属陶瓷基体表面的CVD复合涂层的硬度略高于Ti（C,N）-Ni基体表面涂层,达到22.62 GPa。Ti（C,N）-Ni和Ti（C,N）-HEA金属陶瓷基体表面的TiN/Al2O3/Ti CN/TiN复合涂层结合力等级均为HF1。在不同的切削速度（100、150、200 m/min）下,未涂层和涂层Ti（C,N）-15HEA金属陶瓷刀具磨损情况主要表现为前、后刀面磨损,且其抗切削磨损能力均优于对应Ti（C,N）-15Ni金属陶瓷刀具。未涂层Ti（C,N）-HEA金属陶瓷刀具的磨损形式主要是粘着磨损,扩散氧化磨损以及轻微的磨粒磨损。PVD涂层Ti（C,N）-HEA金属陶瓷刀具的磨损形式主要是粘着磨损,磨粒磨损以及轻微的扩散氧化磨损。CVD涂层Ti（C,N）-HEA金属陶瓷刀具磨损形式主要为:粘着磨损和轻微的磨粒磨损。