高线轧机中导辊通常因磨损开裂而失效,而氮化硅陶瓷作为高耐磨材料逐渐被冶金领域应用,本文通过确定最优烧结助剂成分配比和最佳烧结温度,用气压烧结（GPS）制备高耐磨氮化硅基陶瓷导辊,最后通过现场实验测试,对其耐磨性做出评估以验证制备工艺的可行性。研究内容及结果如下:1)通过设计正交实验初步得到Al2O3-Y2O3和Mg O-Y2O3系Si3N4陶瓷的最佳烧结助剂配比和烧结温度范围,对得到的烧结温度范围进行梯度细化,研究了不同最高保温温度对Si3N4陶瓷导辊材料的相对密度、晶粒分布、机械性能以及β-Si3N4转化率的影响。结果表明,3wt.%Y2O3-3wt.%Al2O3系Si3N4陶瓷导辊材料在1820℃时取得最佳的综合性能最佳,其相对密度为99.58±0.11%,维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为1562±20HV、5.51±0.12MPa·m1/2和663±30MPa,晶粒以β-Si3N4晶粒为主,β-Si3N4相转化率可达到93.5%。4wt.%Y2O3-3wt.%Mg O系Si3N4陶瓷在1760℃时取得最佳的综合性能,其相对密度为99.45±0.10%,维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为1525±14HV、6.58±0.15MPa·m1/2和734±30MPa,微观组织以β-Si3N4晶粒为主,β-Si3N4相转化率可达到94.4%。2)在3wt.%Y2O3-3wt.%Al2O3系Si3N4陶瓷导辊材料的基础上,研究了在1820℃烧结温度下La2O3含量对氮化硅基陶瓷导辊材料性能的影响。物相分析结果表明,烧结后样品主要由β-Si3N4和第二相La3Si8O4N11组成,添加3wt.%La2O3的氮化硅基陶瓷导辊材料（SLA91）取得的力学性能最为均衡,其中断裂韧性可达到5.84±0.13MPa·m1/2,硬度可达到1570±17HV,其晶粒大小分布相对均匀。当添加量增加到4wt.%时,Si3N4陶瓷会形成短粗状的β-Si3N4晶粒,使得整体β-Si3N4晶粒的长径比降低,导致断裂韧性降低至5.58MPa·m1/2,但硬度可达到1593HV。与3wt.%Y2O3-3wt.%Al2O3系Si3N4陶瓷导辊材料相比,维氏硬度硬度与断裂韧性均有提高。3)在干滑动条件下,研究了SA94、SM93和SLA91陶瓷导辊材料分别与氮化硅配副的摩擦磨损性能。结果表明:三种氮化硅基陶瓷导辊材料分别与Si3N4配副的摩擦系数和磨损率变化趋势不同,相同载荷下,SA94陶瓷导辊材料摩擦系数随频率的增加而减小,摩擦系数最小为0.511,SM93和SLA91陶瓷导辊材料随频率增加摩擦系数随之增大,摩擦系数最小分别为0.497和0.486。相同滑动频率下,SA94和SLA陶瓷导辊材料分别与Si3N4配副的摩擦系数随着负载的增大先增大后减小,最小摩擦系数分别为0.488和0.482,而SM93与Si3N4配副的摩擦系数随负载的增大而增大,最小摩擦系数为0.510。SLA91陶瓷的磨损率均低于另外两种氮化硅基陶瓷导辊材料,且不同氮化硅基陶瓷导辊材料的磨损机理不同,SA94导辊的磨损形式主要为黏结磨损,并伴随着着氧化磨损,在高载荷下会出现磨粒磨损。SM93导辊的磨损形式以磨粒磨损为主,并伴随着黏结磨损和氧化磨损,而SLA91导辊的主要产生了黏结磨损。4)通过某钢厂高线生产线上在线服役试验,研究了在实际工作条件下,SA94陶瓷导辊、SLA91陶瓷导辊、市售硬质合金导辊（对比导辊）连续工作4小时的耐磨性能。结果表明,在相同条件下,三种导辊中SLA91导辊的工作寿命最长,在实际工作中时显示出优越的耐磨性,远长于硬质合金导辊,SLA91导辊寿命约为SA94导辊的3倍。通过对比分析,证明SLA91和SA94两种陶瓷材料可以作为高耐磨高线轧机导辊的替代材料。