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为对自润滑陶瓷刀具进行更深入的研究,本文以固体润滑剂对陶瓷刀具材料的力学性能的影响为切入点,针对固体润滑剂较低的力学性能缺陷,以及自润滑陶瓷刀具在应用中所存在的减磨性与耐磨性不能合理兼顾难题,提出将表面包覆技术应用到自润滑陶瓷刀具的制备中,即通过超声波化学镀方法将合金Ni-B包覆在CaF2颗粒表面,形成外层具有金属特性,内层具有润滑特性的复合粉体。研究将其添加进陶瓷基体中,通过真空热压烧结工艺制备出自润滑陶瓷刀具材料Al2O3/TiB2/CaF2@Ni-B,在保证自润滑陶瓷刀具材料的自润滑性能的同时也提高了刀具材料力学性能。研究通过超声波化学镀法制备了合金Ni-B包覆CaF2复合粉体,分析了各成分的浓度、温度、搅拌速率及pH对镀速以及增重率的影响,并通过实验得出了最佳的包覆工艺。优化后NiSO4浓度18 g/L、NaBH4浓度1.3 g/L、乙二胺浓度60 mL/L及稳定剂浓度为1 mg/L,酸碱度取14,搅拌速率设定为45 r/min,镀液温度控制在6575℃。包覆后的CaF2复合粉体外观致密,无明显尖角,且不含其他杂质元素。利用真空热压烧结工艺制备了自润滑陶瓷刀具材料。研究将10vol%CaF2@Ni-B与直接添加10 vol%CaF2的Al2O3/TiB2/CaF2的陶瓷刀具材料进行力学性能对比分析,表明包覆型陶瓷材料的力学性能有所提高,硬度提高了2%,断裂韧性提高了27%,抗弯强度提高了7%。研究CaF2@Ni-B的添加量对自润滑陶瓷刀具力学性能的影响,表明当10%的CaF2@Ni-B的体积含量时,材料力学性能最好,硬度,韧性及强度分别为16.2GPa,8.2MPa·m1/2及495MPa。同时研究了烧结工艺对自润滑陶瓷刀具材料的力学性能的影响,表明当烧结温度为1700℃,保温时间为15min时,材料的综合力学性能达到最好。研究选取力学性能较好的5 vol%和10 vol%CaF2@Ni-B的陶瓷刀具材料以制备自润滑陶瓷刀具,分别以干切削的形式在不同的切削参数下切削45钢。结果表明:切削速度的增加,刀具的后刀面磨损加快,陶瓷刀具的有效切削距离不断减少,其中AB陶瓷刀具的切削距离要优于ABF@5的切削距离。切削速度的增加,工件的表面质量也不断提高,其中ABF@5陶瓷刀具切削工件的表面质量要优于AB陶瓷刀具。表明加入CaF2@Ni-B的自润滑陶瓷刀具的切削效果在加工工件表面质量方面要优于AB陶瓷刀具。两种刀具后刀面的磨损形式均存在磨粒磨损与粘结磨损,同时也存在着边界磨损。由于ABF@10自润滑陶瓷刀具中的含有固体润滑剂CaF2,保证刀具磨损相对于AB与ABF@5而言不剧烈。研究对比分析了ABF10与ABF@10两种自润滑陶瓷刀具材料在切削45钢时的切削性能。表明随着切削速度的提高,两种刀具的有效切削距离不断下降,其中ABF@10的有效切削距离要优于ABF10的切削距离。表明添加CaF2@Ni-B复合粉体的自润滑陶瓷刀具材料的耐磨性要比直接添加CaF2的自润滑陶瓷刀具材料的耐磨性好。研究发现随着切削速度的不断提高,两种刀具材料所加工工件的表面质量不断提高,均表现良好。实验研究了4种陶瓷刀具之间的切削力与摩擦系数之间的关系,发现随着固体润滑剂的加入,自润滑陶瓷刀具的切削力降低,其中主切削力与径向力下降明显。当CaF2@Ni-B的含量为10%时,陶瓷刀具的摩擦系数最小,包覆型与未包覆型的两种刀具的切削力与摩擦系数相差不大。