本文在微米级Al₂O₃基体中添加纳米TiC和微米WC作为增强相，通过调整复合陶瓷材料中基体和增强相的含量、优化烧结工艺参数，成功制备出性能良好的Al₂O₃／TiC／WC纳米复合陶瓷刀具材料，并对其力学性能、微观结构、压痕裂纹扩展形态进行了研究。将新研制的纳米复合陶瓷刀具材料制成刀片进行切削实验，研究了刀具的切削性能和失效机理。通过合理选择分散剂及其用量、采用合适的分散工艺，较好的解决了纳米TiC颗粒团聚的问题。确定了纳米复合粉体的制备工艺，制备出了混合均匀、分散效果良好的纳米复合粉体。当基体Al₂O₃的体积含量为59％、增强相TiC和WC的体积含量分别为24％和16％时，在烧结温度1700℃、烧结压力30MPa、保温时间10min的工艺条件下烧结，可获得综合力学性能良好的复合陶瓷刀具材料，抗弯强度为840MPa、硬度为20GPa、断裂韧度为5．32 MPa·m^1／2。微观结构观察发现，Al₂O₃／TiC／WC纳米复合陶瓷刀具材料为晶内型和晶间型的混合结构，Al₂O₃基体以部分粒径较小的纳米TiC颗粒为核生长形成晶内型结构，其余粒径较大的TiC颗粒和所有WC颗粒镶嵌在Al₂O₃基体晶粒之间形成晶间型结构。在Al₂O₃和TiC晶粒中观察到的位错以及在Al₂O₃晶粒中观察到的微裂纹说明，在复合陶瓷刀具材料内部存在较大的残余应力场，残余应力增韧是该复合陶瓷刀具材料的一种增韧机制。在Al₂O₃／TiC／WC纳米复合陶瓷刀具材料压痕裂纹扩展路径上观察到大量的裂纹偏转、桥联和裂纹分叉现象，上述裂纹扩展方式有助于提高材料的断裂韧性。连续切削淬火45钢时，在不同速度下，LWT刀具的寿命都明显高于SG-4刀具。LWT刀具的磨损形态为前刀面的月牙洼磨损、后刀面磨损和边界磨损。磨损机理为磨粒磨损和粘结磨损。连续切削淬火T10A时，在较低的速度（v=100m／min）下，LWT刀具的寿命高于SG-4；速度较高（v=160m／min）时，LWT刀具的寿命不如SG-4。较低速度下，LWT刀具的磨损形态以前刀面的月牙洼磨损、后刀面磨损和边界磨损为主，并伴随有轻微的微崩刃；随着切削速度的提高，崩刃、碎断等破损成为刀具的主要失效形式。机械疲劳和热疲劳是造成刀具破损的原因。断续切削淬火45钢时，在较低的切削速度下，LWT刀具的抗冲击能力低于SG-4；当切削速度提高时，LWT刀具的抗冲击能力优于SG-4刀具。两种刀具的破损形态都是前刀面的剥落和切削刃上的碎断。