研究了梯度功能陶瓷刀具材料的设计理论及制造工艺、物理力学性能、显微结构、抗热震性及切削性能。其主要创造性成果有：首次提出了对称型双向分布的梯度功能陶瓷刀具材料组成分布设计模型，研制成功两种性能优良的陶瓷刀具材料，经检索为国际首创。可加工各种钢和铸铁，刀具寿命比普通陶瓷刀具提高30-100%，而成本只提高15%，有广阔的应用前景；提出了梯度功能陶瓷刀具材料的多目标优化设计方法并建立梯度功能材料的组成分布与材料的各物理力学性能之间的数学模型；建立了梯度功能陶瓷刀具材料的抗热震性和抗破损理论模型，并进行了实验验证。取得的创造性成果具有重大理论和实际价值，开拓了材料设计的新领域，推动了陶瓷刀具材料的发展。

制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。

通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，现代仍是应用最广的刀具材料，其次是硬质合金。

聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等；聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属，及合金、塑料和玻璃钢等；碳素工具钢和合金工具钢只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。

硬质合金可转位刀片都已用化学气相沉积涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具，也可用于高速钢刀具，如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁，使刀具在切削时的磨损速度减慢，涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1～3倍以上。

由于在高温、高压、高速下，和在腐蚀性流体介质中工作的零件，其应用的难加工材料越来越多，切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况，刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料；进一步发展刀具的气相沉积涂层技术，在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层，更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾；进一步发展可转位刀具的结构；提高刀具的制造精度，减小产品质量的差别，并使刀具的使用实现最佳化。

刀具材料大致分如下几类：高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金刚石。

《高性能刀具及涂层刀具材料的切削性能》介绍了高速钢切削刀具、硬质合金切削刀具、陶瓷切削刀具、金刚石切削刀具及立方氮化硼切削刀具的切削性能，同时介绍了各系列涂层刀具，包括单一涂层刀具、多元复合涂层刀具及多元多层复合涂层刀具的切削性能以及不同刀具涂层的制备技术。全书共分13章：第1章介绍了各种高性能切削刀具的特点及综合性能；第2～6章分析了高速钢切削刀具、硬质合金切削刀具、陶瓷切削刀具、金刚石切削刀具及立方氮化硼切削刀具的切削性能；第7～8章介绍了涂层刀具的特性、研究进展及应用；第9～12章分析了单一涂层刀具、多元复合涂层刀具及多元多层复合涂层刀具的切削性能及刀具涂层的各种制备技术；第13章探讨了我国涂层刀具存在的问题及解决对策。

《高性能刀具及涂层刀具材料的切削性能》可供从事切削加工技术及刀具材料生产的科技工作者阅读，也可供高等院校材料类、机械类、表面工程类专业的本科生和研究生参考。