对于低熔点材料比如铝及其合金、镁及其合金和铜合金的搅拌摩擦焊焊接来说,目前国内外已经对其开展了大量的成熟的工作,并取得了相关成就,推动了相关产业的发展;随着搅拌摩擦焊技术研究的日渐深入,国内外对于高熔点材料搅拌摩擦焊的研究大多集中于搅拌头结构设计和适用性、焊接过程的理论模型分析以及有限元数值模拟分析,而对于其搅拌头材料的选择和制备还比较少。本文将对搅拌头材料Ti(C,N)基金属陶瓷进行制备,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机等检测手段系统地分析金属陶瓷的烧结工艺、显微组织和力学性能之间的关系。本研究主要做了以下工作并取得如下结果:(1)采用Ti(C,N)基金属陶瓷合金体系,在1250℃~1410℃的烧结温度区间内真空烧结制备,结果表明:随着烧结温度的升高,试样组织中孔隙减少,试样致密度、硬度、抗弯强度以及耐磨损性能提高;烧结温度为1410℃时,反应体系内液相数量增多,组织变得均匀,区域存在有明显的小颗粒的“黑核一灰壳”结构,其致密度、硬度、抗弯强度和耐磨损性等力学性能最优。(2)为了确定Ti(C,N)基金属陶瓷合金制备的烧结保温时间,将其在1410℃下进行0h、1h、2h的保温时间内烧结,结果表明:保温1h的试样组织更加均匀细小,综合力学性能更好。(3)为提高搅拌头材料强韧性,加入一定量的Mo,优化最佳Mo含量。结果表明:随着钼含量的上升,试样的相对密度、显微硬度和抗弯强度先增大后减小。当Mo含量不超过6wt%时,组织均匀分布;Mo含量大于6wt%时,包覆相过多,厚度增大,影响材料力学性能。当Mo含量为6wt%时,断口形貌主要是穿晶断裂,同时存在镍粘结相塑性变形后造成的撕裂棱,搅拌头综合性能进一步优化。(4)选择综合力学性能较优的Mo含量6wt%的Ti(C,N)基金属陶瓷为搅拌头材料,对搅拌头形状进行优化。结果表明:圆锥状搅拌头焊接后保持完好,搅拌针和轴肩均无明显磨损痕迹和变形,焊缝成形良好。