将固体润滑技术应用于切削加工中，可有效改善切削质量和加工环境，保护切削刀具。而固体润滑涂层技术的关键是涂层材料及涂层工艺的研究。本课题重点研究了高速钢刀具的新型复合固体涂层材料的制备及性能，为高速钢刀具干切削提供理论依据。该研究以材料表面科学、摩擦化学等理论为指导，利用MG-2000型高温高速摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验，研究复合固体润滑涂层的摩擦学性能和热稳定性。用DEFORM软件进行计算机仿真，并在CA6140车床上进行切削试验验证仿真结果。结合摩擦化学与固体润滑颗粒特性，通过电镜和能谱分析研究了固体润滑涂层的成膜质量和润滑机理。试验结果表明，由WS2、MoS2和Sb2O3构成的复合固体润滑涂层的减摩抗磨性能优于单一涂层；当质量比为MoS2:WS2:Sb2O3=2:1:1时，耐磨性能最优。电镜分析结果表明，400℃温度下在试验机上对磨15min后，涂层试件表面还存在较均匀的固体润滑涂层，仍然能够起到很好的润滑作用，说明该涂层具有一定的热稳定性。采用三维有限元仿真技术，对复合固体润滑涂层高速钢刀具切削45号钢的切削过程进行了模拟，并得出了切削力与切削温度的仿真结果。切削试验结果表明，固体润滑涂层刀具切削能有效减小了切削力10％～20％，且切削力仿真值与切削值较为吻合；切削温度经验公式计算结果表明，仿真值与计算值较为吻合。综上所述，复合固体润滑涂层高速钢刀具在高温下具有较低的摩擦系数和良好的耐磨性，可降低切削温度，减小切削力，提高切削效率，从而提高高速钢刀具的切削性能。