先进结构陶瓷Y-TZP/Al₂O₃复相材料具有优良的力学性能和耐磨蚀性,作为油田钻井泵用缸套,其耐磨性已远远超过金属缸套,但是要想扩大应用,还需继续提高其耐磨性及降低制备成本。本文以油田钻井泵用Y-TZP/Al₂O₃陶瓷缸套为研究背景,通过模拟缸套实际工况下的磨损过程并和陶瓷的磨削加工过程进行对比分析,研究了磨削性能—材料力性—显微结构—耐磨性之间的联系,找出了影响Y-TZP/Al₂O₃陶瓷磨削性能和低磨损条件下耐磨性的主要因素。Y-TZP/Al₂O₃陶瓷的磨削实验结果表明,材料需要的磨削力主要受组成和显微结构影响,组成不同的材料,尽管力学性能相似,但是其磨削性能却显著不同;对于组成相同的Y-TZP/Al₂O₃陶瓷,材料的硬度对磨削力有直接的影响,硬度越大,需要的磨削力越大,比磨削能越大。陶瓷材料的脆性指数会影响试样磨削后的表面完整性,脆性指数越高,表面完整性越差。模拟缸套实际工况下的磨损过程表明,Y-TZP/Al₂O₃陶瓷的磨损属于低磨损,磨损方式主要为磨粒磨损,主要磨损机理为微断裂和脆性剥落,材料的磨损过程为:高周疲劳→塑性变形→微裂纹产生→微裂纹扩展→微断裂→脆性剥落→晶粒脱落。实验结果也表明,Y-TZP/Al₂O₃陶瓷的磨削性能和耐磨性主要受到硬度的影响,硬度越高,需要的磨削力越大,其耐磨性越好。对Y-TZP/Al₂O₃陶瓷的磨削过程和磨损过程对比分析发现,二者都符合压痕断裂力学模型,材料的受力状态和去除机理比较相似,从理论上肯定了陶瓷磨削过程和陶瓷缸套磨损过程的可比拟性,因此可以通过Y-TZP/Al₂O₃陶瓷的磨削力来判断其耐磨性。通过将Al₂O₃的加入量由12vol%提高至35-50vol%,研究了Al₂O₃含量对Y-TZP/Al₂O₃陶瓷力学性能和显微结构的影响。结果表明在少量（1-2wt%）MgO-Al₂O₃-SiO2系助烧剂参与下,添加35-45vol%的Al₂O₃,可得致密的Y-TZP/Al₂O₃复相陶瓷,和Al₂O₃含量为12vol%的Y-TZP/Al₂O₃陶瓷相比,力学性能基本持平;当Al₂O₃含量增加至50vol%,助烧剂加入量为4wt%时,制品的力性显著下降。以高铬铸铁为对磨材料,水润滑下往复摩擦磨损实验表明,Al₂O₃含量为35vol%时,试样的耐磨性最好,当Al₂O₃含量超过或不足35vol%时,试样的耐磨性均呈下降趋势。因此,将Y-TZP/Al₂O₃复相陶瓷中Al₂O₃的含量进一步增加到35vol%,可以提高制品的耐磨性,并降低制备成本。