拉延模具是汽车、航空航天、家用产品等制造领域中的重要生产工具。拉延件在成形过程中由于形状的限制,不同部位的金属流动性对成形模具的摩擦力有不同的要求,理论上存在最优化的摩擦特性分布。对此,本文根据模具与板件之间存在的摩擦特性分布理论,提出了结构耦合自润滑耐磨涂层的设计方案。传统的激光熔覆耐磨自润滑涂层基于金属基复合材料制备的,存在多方面的缺点,如金属复合材料在熔覆过程中材料之间的相互反应影响涂层整体性能;另外,激光熔覆涂层性能趋于一致性,无法柔性控制区域的耐磨性和自润滑性。本文采用激光熔覆工艺和真空热扩散焊工艺分别制备耐磨单元和自润滑单元,获得具有耦合交替结构的自润滑耐磨涂层。本文从方案可行性分析,涂层的设计以及涂层性能测试三个方面进行展开。本论文首先探究了涂层的结构方案,确定了激光熔覆制备耐磨单元和真空热扩散和制备自润滑单元的制备方法。然后研究自润滑单元的结构参数与基体的性能关系,获得自润滑单元结构参数对摩擦性能的规律。随后使用正交实验的思路研究激光熔覆参数对耐磨单元质量的影响。最后根据耐磨单元和自润滑单元的实验结果,使用激光熔覆+真空热扩散焊的方法单独制备涂层。为了检测涂层的性能状况,本文对结构耦合自润滑涂层进行了多方面的性能测试,包括物相分析,维氏硬度,微观组织,直线往复式干摩擦测试等,并对摩擦学性能和转移膜形成机理进行了详细分析。基于结构耦合的新型耐磨自润滑涂层,实现了柔性设计耐磨单元和自润滑单元在模具表面上的分布,并可通过控制两单元的分配比例和耦合方式等参数实现柔性控制摩擦性能。同时,分工艺的制备方法避免了因工艺导致的涂层干扰和失效问题。磨涂层具有良好的摩擦学性能,其摩擦系数小于316L不锈钢和H13热作模具钢,甚至低于纯自润滑涂层。这是由于结构耦合自润滑耐磨涂层在摩擦磨损过程中形成了具有自润滑性能的转移膜,降低了摩擦阻力。耐磨单元起到了支撑和储存固体自润滑材料的作用,从而降低摩擦。两单元通过这种形式形成了耐磨-自润滑的协同作用。