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本文针对M42粉末高速钢及其与异种材料的连接问题，利用放电等离子烧结(SPS)技术一次性实现了M42粉末高速钢的烧结及其与45钢的连接。利用有限元软件MSCPATRAN/NASTRAN模拟计算了烧结过程中温度场及热应力场的分布，并对连接工艺进行初步优化；利用正交设计方法优化了M42粉末高速钢的烧结工艺；制备并分析了M42粉末高速钢及其与45钢的连接接头；利用熔合和扩散模型探讨了M42粉末高速钢/45钢的界面结合机理。结果表明：
1.有限元分析表明：随SPS烧结温度T的增加，最大径向和轴向残余热应力均逐渐减小，至950～990℃时热应力趋于平缓；随烧结时间t，烧结压力P的增加，最大径向和轴向残余热应力均先减后增，其中烧结时间t在5～15min，烧结压力P在50～70MPa时热应力最小；连接工艺参数取T=950～990℃，t=5～15min，P=50～70MPa范围时，可明显缓和M42/45钢接头的残余热应力。
2.M42高速钢粉末最佳的球磨工艺为：球料比7：1、转速280r/min、球磨时间48h，经该工艺球磨后，粉末粒度为1～5μm；最佳的SPS烧结工艺为：970℃×10min×70MPa；按最佳球磨工艺球磨，最佳烧结工艺烧结后的M42粉末高速钢显微组织均匀、晶粒细小、无碳化物偏析、相对密度达到99.53％，经1180℃×5min+550℃×1h×3热处理后，硬度达到67.36HRC。
3.利用SPS技术可一次性实现M42粉末高速钢的烧结及其与45钢的复合，最佳的连接工艺为：970℃×70MPa×12min(升温过程压力为50MPa)，小于6℃/min的冷却速度冷至600℃后保压炉冷(保温、冷却过程压力为70MPa)；接头过渡层的成分以及显微硬度都呈现梯度变化，且无整体变形及微裂纹，复合界面属冶金界面，界面两侧有元素扩散，过渡层厚度可达10～20um，界面结合强度可达～530MPa，具有较好的连接性能。
4.M42粉末高速钢与45钢连接接头主要由45钢区、界面过渡区、高速钢凝固区三部分组成；复合界面的连接表现为熔合结合机制与扩散连接机制的综合协调作用，其中烧结初期以熔合结合机制为主，烧结中后期，扩散连接机制逐渐成为主导机制。