隨著現代工業和先進制造技術的發展，切削加工已然發揮著極其重要的作用，而刀具材料作為切削加工中的重要組成部分，有著不可忽視的地位。金屬陶瓷刀具材料由于其特殊的構成，既兼顧了硬質合金刀具材料的高強度，其硬度相較于硬質合金刀具材料又有一定的提高，所以在現代切削加工中得到了廣泛的應用。與此同時，學者們也研究出多種特殊的結構，如涂層，仿生疊層和梯度等結構，這些都被廣泛應用于提高金屬陶瓷刀具的機械性能。但是與陶瓷刀具材料相比，金屬陶瓷刀具材料的硬度還有一定差距，從而限制了金屬陶瓷刀具在難加工材料上的應用。因此，必須研究和開發出與現代切削加工相適應的高性能刀具。

近年來，放電等離子燒結(SPS)技術的出現，使其快速的升溫速度越來越受到研究者的關注，并被認為是刀具材料出現新特性的重要因素，這也為制備高性能金屬陶瓷刀具提供了新思路。

采用高頻放電等離子燒結(HF-SPS)技術制備了具有梯度性能的(Ti，W)C金屬陶瓷刀具材料。研究了燒結工藝對制備的金屬陶瓷材料喂狗組織和力學性能的影響，并利用掃描電子顯微鏡(SEM)和能量色散光譜儀(EDS)分析了材料的致密化行為。實驗結果表明，由于HF-SPS中的“趨膚”效應和脈沖電流放電效應的存在，通過刀具表層和內部的電流密度不同，燒結效果產生差異。一方面，表層晶粒較大，金屬相集中，硬度高；而內部晶粒較小，金屬相分布均勻，強韌性好，使得材料兼顧了表層較高的硬度和內部的強韌性。脈沖直流電的“趨膚”燒結效應是形成性能梯度分布的關鍵因素。然而，趨膚效應引起的性能梯度分布隨電流強度和燒結溫度的增加而減小，這是因為焦耳熱效應更為顯著，導致材料晶粒尺寸異常生長。

結論：

（1）由于“趨膚”燒結效應，金屬陶瓷刀具材料的晶粒尺寸從表層向內部逐漸減小，電流密度的軸向分布導致了金屬陶瓷材料表層和內部的溫差，解釋了觀察到的晶粒度差異。

（2）當燒結溫度為1400℃時，(Ti,W)C金屬陶瓷刀具的力學性能最優?！摆吥w”和放電效應影響了晶粒生長狀態，使材料具有較高的表面硬度和良好的內部強韌性。

（3）刀具表層和內部的晶粒生長狀態不同，使得表層金屬相主要集中在相鄰晶粒的三叉交界處，而內部的金屬相由于晶粒細化而均勻分布在晶粒之間。