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本文针对难加工材料的加工难题,面向Ti（C,N）基金属陶瓷刀具的强韧化和减摩要求,将核壳结构纳米固态润滑剂引入到金属陶瓷刀具体系中,提出具有多层核壳微观结构的金属陶瓷刀具设计思想,成功制备出具有优异性能的多层核壳微观结构Ti（C,N）基自润滑金属陶瓷刀具,使其力学性能与自润滑性能相统一,研究了多层核壳微观结构对金属陶瓷刀具力学性能、摩擦磨损性能和切削性能的影响。采用真空热压烧结工艺,并以包覆纳米复合粉体作为Ti（C,N）基自润滑金属陶瓷材料的添加相,成功制备了一种具有多层核壳微观结构的新型自润滑金属陶瓷刀具。实验结果表明,在粉体表面包覆一层,并将其引入Ti（C,N）-Mo-Co-Ni（TM）材料体系中,可利用烧结过程中金属Mo-Co-Ni相的高温液相扩散机制,在材料内部形成一种多层核壳微观结构;与传统的Ti（C,N）-Mo-Co-Ni金属陶瓷刀具材料相比,Ti（C,N）/Mo-Co-金属陶瓷材料的断裂韧性和硬度分别提高了31.83%,24.25%;与直接添加和且未形成多层核壳微观结构的金属陶瓷刀具相比,TMC@10金属陶瓷刀具的硬度、断裂韧性分别提高了24.31%和22.56%,达到23.93 GPa、9.94 MPa·m1/2;在热压烧结过程中,中间层包覆内核纳米颗粒,有效避免异常长大,防止晶内残余应力过大;外壳Mo-Co-Ni金属相可有效防止晶内位错扩展;多层核壳微观结构的形成是材料力学性能改善的主要原因。采用球盘配副的方式研究了多层核壳微观结构Ti（C,N）基自润滑金属陶瓷刀具材料的摩擦磨损性能。刀具材料的摩擦系数与磨损率随着包覆粉体含量的增加而减小,粉体的最优值为10%,此时固体润滑剂析出形成润滑膜,自润滑效果较好。当包覆粉体含量较多时,摩擦系数和磨损率均会增加。刀具材料的摩擦系数随着载荷的增大而减小;磨损率随着载荷的增加而上升;另一方面,随着载荷的增大,当超过临界载荷25 N时,金属陶瓷刀具磨损率上升加快。多层核壳微观结构Ti（C,N）基金属陶瓷刀具的摩擦系数转速增加先呈小幅上升然后降低,降至最低后有继续升高的趋势,当转速达到180 m/min,摩擦系数降至最低;磨损率随着转速增加先降低后升高。研究了多层核壳微观结构Ti（C,N）基金属陶瓷刀具切削300M高强度钢的切削性能,实验结果表明,TMC@10金属陶瓷刀具加工300M高强度钢的最佳切削用量为υc=200 m/min、?=0.102 mm/r、(6(6=0.2 mm,后刀面磨损量、工件表面粗糙度在不同切削速度和背吃刀量的切削用量下,呈现出先降低后升高的趋势。通过测试不同组分的金属陶瓷刀具在相同切削用量下加工300M高强度钢,在刀具内添加包覆粉体形成多层核壳微观结构,明显降低了切削力与切削温度,增加刀具寿命,改善了工件表面加工质量,其中TMC@10金属陶瓷刀具的切削性能较好。通过测试TM金属陶瓷刀具与TMC@10金属陶瓷刀具在不同润滑条件下加工300M高强度钢,TM刀具在微量润滑的条件下,刀具磨损有所下降,TMC@10刀具在包覆粉体与微量润滑双重润滑条件下,切削性能显著提升。通过观察TMC@10金属陶瓷刀具前后刀面磨损形貌,TMC@10刀具前刀面主要存在微崩刃、月牙洼磨损和粘结磨损,后刀面主要存在粘结磨损和扩散磨损。