海水液压泵是液压系统中的动力源,针对零部件在海水中服役条件下易发生严重摩擦磨损和腐蚀问题,本文采用液压泵常用材料进行激光熔覆-离子渗硫复合处理,并采用靶材提供硫化物金属元素,在熔覆层中添加单质金属元素,以及在熔覆层中添加化合物三种工艺方式制备两种以上的硫化物固体润滑相,以获得更优的减摩耐磨、自润滑性能的复合涂层,提高海水液压泵摩擦副的整体寿命。本文就复合硫化物的制备工艺进行了系统研究,采用SD-Ni55粉末在45钢和A36钢表面进行激光熔覆,将激光熔覆试样精磨抛光处理后,采用最佳工艺进行低温离子渗硫处理。离子渗硫时,靶材在离子渗硫过程中发挥两个作用:一是快速升温,将工件迅速加热至渗硫所需温度;二是作为活性金属或硫化物金属基供源,向工件表面提供活性金属。激光熔覆层中添加的含有硫化物金属的元素,不论元素的存在形式,均可作为离子渗硫过程中金属源的提供者。Ni55熔覆层借助槽钢靶材、钼质靶材、钨质靶材提供硫化物金属供源,制备出含FeS、MoS₂、WS₂的固体润滑复合层,其中的MoS₂和WS₂抗压能力较强,适合高温、高转速、高负荷工况,因此,多种硫化物的复合也可以大幅度提高渗硫层的适用范围。在干摩擦与介质润滑工况下,复合层的摩擦系数都有先上升后下降直至稳定的趋势。蒸馏水润滑条件下,固体润滑复合层表面的摩擦系数比干摩擦条件下大约降低了45%左右,磨损量降低了35%左右;海水润滑条件下,其摩擦系数比干摩擦条件下大约降低了64%左右,磨损量降低了70%左右。通过在Ni55粉末中添加Mo、W单质或WC合金,借助槽钢进行低温离子渗硫,同样可以得到含FeS、MoS₂、WS₂的两种或三种固体润滑相的复合层。在相同的摩擦磨损条件下,与基体和激光熔覆层相比,离子渗硫复合改性层具有最小的摩擦系数和磨损失重量,具有最佳的耐磨和减摩性能。激光熔覆-离子渗硫固体润滑复合层在介质润滑条件下具有更加优良的减摩耐磨性能。这是因为在介质润滑摩擦条件下能形成介质膜,而连续不断的介质膜使发生摩擦的两个固体表面一部分微凸体发生接触,另一部分则被润滑介质膜隔离而使实际接触面积减小,从而使得复合层在介质润滑工况下的摩擦学性能优于干摩擦工况下的性能。蒸馏水介质和海水介质润滑时,摩擦副接触区域因为液体的循环流动,可以带走大量的摩擦热,从而降低温度对摩擦表面的影响,该介质润滑为理想的流体润滑状态。干摩擦工况下,摩擦接触区域的热量散失较慢,但因为固体润滑膜的存在,摩擦系数也较小,该工况属于边界润滑。渗硫层表面凹凸不平,凸峰压力较大,当硫化物薄膜强度小于摩擦载荷时,薄膜会发生破裂,所以硫化物固体薄膜非常适合精密磨损环境。