本文基于微波烧结技术,针对批量微波烧结超硬刀具材料过程中的升温过程不稳定和温度场分布不均匀的技术瓶颈,以Al2O3基陶瓷刀具为对象,研究超硬刀具材料批量化微波烧结的关键技术。论文研究了微波烧结Al2O3基陶瓷刀具材料的升温特性,分别研究了材料的介电参数、导热系数、微波功率、微波频率对刀具材料升温特性的影响规律,并仿真模拟了辅热材料用量及成分配比对Al2O3基刀具材料温度均匀性的影响。进行了Al2O3基陶瓷刀具批量微波烧结设备的结构设计,确定了谐振腔的三维尺寸和馈口分布位置。在此基础上,针对性设计了批量微波烧结刀具材料的辅热装置,研究了埋粉助热、承烧板助热、承烧板小单元助热三种辅热装置对Al2O3基刀具材料加热效果的影响,确定了最佳的辅热装置结构参数。为了提高批量烧结刀具试样的温度均匀性,提出了移动加热方式,研究了刀具试样移动距离和移动周期对刀具试样温度均匀性的影响,确定了最佳移动方式。仿真研究了Al2O3基陶瓷刀具的升温特性,发现增大试样的ε’,腔体内电场分布基本不发生变化,刀具试样所处位置的电场强度随ε’增大而略微降低;刀具试样的平均温升及温差随着ε’的增大而减小;改变ε’,腔内及试样电场未发生较大改变;试样升温速率及温差随ε’的增大而增大;相同能量输入条件下,增大微波功率,试样平均温度不随功率增加而增大;增大导热系数能明显降低试样温差;微波频率变化会引起刀具试样升温速率产生巨大变化。在批量烧结50件刀具材料条件下,通过COMSOL仿真,确定了批量微波烧结设备的三维尺寸为650mm×400mm×420mm,采用6馈口布局,馈口x方向间距为130mm,馈口y方向到腔壁之间的距离为130mm,波导采用BJ26型波导,两两正交布置。仿真研究Al2O3基刀具试样批量微波烧结辅热装置,发现Si C埋粉助热时,Si C粉用量为678g时,Al2O3基刀具试样的升温速率最高,最终达到的温度也最高;采用Si C承烧板助热时,承烧板厚度为4mm时微波加热效率最高且温度均匀性较好;采用Si C承烧板小单元助热时,当承烧板三维尺寸为218mm×114mm×8mm,小单元尺寸为41mm×9mm×6mm,刀具试样升温速率最高,温度均匀性最好;材料参数温变条件下确定最佳助热形式为Si C承烧板助热,优化后承烧板圆角直径为50mm。研究了移动加热对刀具试样温度均匀性的影响,移动加热较静止加热刀具温度均匀性可提高17.5%;当刀具试样的最大移动距离为76.25mm,移动周期为15s,刀具试样升温速率为109.9℃/min,温度不均匀系数为0.0093,升温速率较高,温度均匀性最好。