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本文针对现有的均质自润滑陶瓷刀具材料不能合理兼顾减摩性能和耐磨性能的难题，运用功能梯度材料的设计思想研制出一种新型刀具材料——梯度自润滑陶瓷刀具材料。这种新型刀具材料的基本特征是固体润滑剂含量由其表面向内部呈梯度减少，材料表面存在残余压应力。梯度自润滑陶瓷刀具材料一般包含复相基体和固体润滑组元，而目前适用于两种以上组元的梯度组成分布函数尚未有报道。本文提出了多元功能梯度材料的组成分布模型及组成分布函数，并将其运用到梯度自润滑陶瓷刀具材料的组分设计中。采用湿法分散混料、粉末叠层填充、轴向真空热压烧结工艺制备了Al2O3/（W,Ti）C/CaF2和Al2O3/TiC/CaF2梯度自润滑陶瓷刀具材料，提出了一种简便而实用的粉料铺层方法。制成材料中的CaF2未与陶瓷基体发生化学反应，表层形成了一定的残余压应力。与对应的均质材料相比，梯度自润滑陶瓷刀具材料的力学性能有较大提高。Al2O3/（W,Ti）C/CaF2梯度自润滑陶瓷刀具材料的抗弯强度、硬度和断裂韧性分别比对应的均质材料提高了24.6%、19.2%和5.5%；Al2O3/TiC/CaF2梯度自润滑陶瓷刀具材料的抗弯强度、硬度和断裂韧性分别比对应的均质材料提高了21%、16%和5.9%。具有层状结构的梯度自润滑陶瓷刀具材料相邻梯度层的组分在两者交界处相互结合、微观上的界面已模糊不清。分析了梯度自润滑陶瓷刀具材料抗弯断口的显微结构，其断裂机理是穿晶和沿晶断裂的混合模式。层状梯度自润滑陶瓷刀具材料的增韧机制为层状增韧以及各层内部增韧机制的协同增韧。对梯度自润滑陶瓷刀具材料进行了摩擦磨损试验，研究了其减摩耐磨机理。随着载荷的增大，摩擦系数呈下降趋势，磨损率则升高。随着速度的增大，摩擦系数和磨损率均呈现下降趋势。相同工况下，梯度自润滑陶瓷刀具材料摩擦系数与对应的均质自润滑陶瓷刀具材料相近，而前者的磨损率低于后者。梯度自润滑陶瓷刀具材料耐磨性能的提高归因于材料表面形成的残余压应力。