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Ti(C，N)基金属陶瓷材料在高温下因其具有优良的耐磨性和良好的化学稳定性而广泛应用于切削刀具；但是Ti(C舯基金属陶瓷属于硬脆性材料,如何增加其强韧性以提高刀具寿命一直是广大材料及切削加工研究者需要面对的难题。聚晶立方氮化硼(简称PCBN)刀具具有硬度高、化学惰性良好而稳定等优点,其在加工高硬度材料方面具有明显的优势,如何正确应用PCBN刀具切削铁基粉末冶金件以实现其价值最大化显得尤为重要。本文在概述刀具材料发展的基础上针对这些问题进行了以下实验研究：(1)Ti(C,如基金属陶瓷刀具的研究：用粉末冶金法、真空烧结工艺制备了TiC原始粒度不同的两组Ti(C,N)基金属陶瓷材料。对TiC粉末粒度提高Ti(C,N)基金属陶瓷材料强韧性的机制进行了分析研究。得出纳米TiC原始粉末制备的Ti(C,N)基金属陶瓷具有更小的晶粒度,同时具有更好的材料综合性能。纳米TiC原始粉末制备的金属陶瓷组织的晶粒细化,抗弯强度和硬度更高,但微米TiC原始粉末制备的金属陶瓷中粘结相平均自由程较大,从而韧性高。(2)在测试这两组Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料的机械力学性能时,用自制的刀具进行实际切削实验,切削实验结果表明：Ti(CN)基金属陶瓷刀具切削正火态45号钢时,后角α=5°的刀具耐用度最好,刀具的使用寿命最长；纳米Ti(C,N)基金属陶瓷刀具寿命比微米Ti(C,N)基金属陶瓷刀具寿命长。对Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的磨损形态和磨损机理进行了进一步的分析研究得出两种金属陶瓷刀具的磨损机理基本相同,在刀具的后刀面磨损中共同存在着磨粒磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损四种磨损形式,其中主要磨损形式是扩散磨损和氧化磨损。(3)利用大型商业有限元仿真软件Abaqus对正交金属切削过程进行建模和数值仿真计算；借助仿真模型研究前角和切削速度对切削过程的影响,分析复杂的切削过程,并且利用切削试验,对切削力和剪切角两个重要仿真参数进行了验证。仿真技术更直观的揭示了切削状态；为制备工业上实用的高性能的材料刀具提供了实验和理论上的指导；为新刀具的开发降低了成本,提高了效率。(4)PCBN刀具切削铁基粉末冶金件——发动机气门座圈的实验研究。得出了以下结论：V581铁基粉末冶金材料在密度、硬度、硬质粒子硬度(HV0.1)和压溃强度方面均明显优于ZN-1材料；切削三要素中,切削深度对切削力的影响最大,进给量次之,切削速度最小;实验表明,三方向切削力中以径向力Fy最大,比轴向力Fx大近2倍；PCBN刀具切削粉末冶金件的磨损形态主要为：前刀面月牙洼磨损、后刀面磨损和微崩刃；PCBN刀具的破损形态主要为：刀尖断裂、前刀面剥落。实验中刀具前刀面主要磨损形态为脱落,后刀面在切削过程中发生了严重的化学磨损。由于粉末冶金材料中含有大量的硬质粒子,所以机械磨损始终存在于刀具磨损中。