具有表面微织构的刀具在切削过程中能降低切削温度、减轻冷焊、粘附及扩散等现象,因此非常适用于切削铝合金与钛合金等这类易使刀具发生粘结磨损的工件材料。然而表面微织构刀具对织构的强度要求极高,因此,首先要确保刀具基体材料具备足够的高温硬度、强度和化学稳定性,其次要尽量减少微织构在加工过程中所造成的缺陷。WC-Co类硬质合金是目前应用最多的用于制备表面微织构刀具的基体材料,但是Co的加入会使硬质合金的高温下硬度、耐磨性、耐腐蚀性和化学稳定性下降。因此选用性能更优异的Ni₃Al金属间化合物作为WC的粘结相,并采用β-Si₃N₄晶须对WC-Ni₃Al复合材料进行强韧化处理以进一步提高材料综合性能。其次采用在不同介质（水、液氮、冰层）下进行激光加工代替在空气中的加工来提高表面微织构的加工质量。本文首先引入原位自生β-Si₃N₄晶须对复合材料进行增韧研究,并以WC-6 wt.%Ni₃Al-4 wt.%Si₃N₄复合材料为研究对象。采用两步SPS烧结工艺（1800℃-0min-0MPa→1400℃-10min-30MPa）,由于高温烧结时材料致密度较低,因此无法完成α→β-Si₃N₄的相转变以及相长大;采用多步SPS烧结工艺（1400℃-2min-30MPa→1800℃-0min-0MPa→1400℃-10min-30MPa）,由于高温烧结时有一定量烧结液相溢出,导致α→β-Si₃N₄的转变以及相长大缺乏液相条件,因此只有少部分ɑ-Si₃N₄相完成相转变与相长大;采用SPS烧结与热压烧结相结合工艺（1400℃-2min-30MPa-SPS→1700℃-1h-0MPa-热压）,由于Ni₃Al液相与Si₃N₄相的化学亲和性较差,虽然基本完成α→β-Si₃N₄的相转变,但相转变产生的β-Si₃N₄的相并未长大成杆状晶须。基于上述原位自生β-Si₃N₄晶须可行性难以实现,采用直接加入β-Si₃N₄晶须对复合材料进行增韧研究,并对WC-6 wt.%Ni₃Al-x wt.%Si₃N₄（x=0,2,4,6,8）复合材料的致密化过程、相组成、显微组织以及力学性能进行分析。发现随着β-Si₃N₄相的加入及其含量的增加,复合材料的致密度、硬度、断裂韧性和横向断裂强度变化趋势大体相近,均是先减小后增加,其中未添加β-Si₃N₄相的WC-6 wt.%Ni₃Al复合材料具有最好的综合力学性能。而对于添加了β-Si₃N₄相的复合材料,WC-6 wt.%Ni₃Al-6 wt.%Si₃N₄拥有较好的综合力学性能:维氏硬度（HV10）、断裂韧性（KIc）和横向断裂强度（σbb）分别达到了18.01 GPa、9.26 MPa×m1/2和1423 MPa。对WC-6 wt.%Ni₃Al-x wt.%Si₃N₄（x=0,4,6,8）复合材料表面进行微织构的激光加工及其缺陷抑制研究。研究不同激光功率对表面微织构形貌与性能的影响,发现激光功率为20W时得到的表面微织构具有最大深宽比;研究不同Si₃N₄含量对表面微织构形貌与性能的影响,发现未添加Si₃N₄相的复合材料表面的微织构具有最大深宽比;采用在水、液氮以及冰层下进行激光加工代替在空气中的加工来提高表面微织构加工质量,发现在0.5mm冰层下加工得到的表面微织构良好的形貌,且沟槽附近的维氏硬度大于在空气中加工得到的表面微织构附近的维氏硬度。