对于处于干摩擦状态的摩擦副，应优先考虑尽可能在其表面生成一层具有大量共价键组元的覆层（转移膜？），这样可显著减少摩擦副偶见之间的分子相互作用。干摩擦条件下的摩擦副，不可具有相同金相组织。

同时，对于无机涂层而言，需尽量降低表面粗糙度。另外，铁氟龙等高分子聚合物是优秀的自润滑涂层。

• 高硬共价键涂层：CBN、SiC、AlN、Si3N4；高硬通常很脆
• 金属键涂层：TiB2、TiC、WC、ZrB2、NbC及TaC，具有良好的导电性和导热性
• 离子键氧化物高硬涂层：Al2O3、BeO、ZrO2和Zr2O3；特别适合氧化气氛和高温环境

高硬和低韧性总是相伴而生，在承受负载的摩擦副一半使用多相材料，优势互补。

01 提增加高硬材料抗裂纹扩散和汇聚能力

• 将高硬材料相置于韧性金属粘结相的包裹中，如WC-Co，TiC-Ni-Mo
• 相比强化，弥散相变过程中的体积变化，如Al2O3-ZrO2
• 形成多界面的组织，保护材料的内聚状态不变，如TiC/TiB2
• 形成混晶

02 主要耐磨表面处理技术

主要分为表面覆膜和表面处理，阳极氧化处于两者之间，材料相变的同时发生体积长大。

种类	典型材料	表面厚度	表面硬度	特征
电镀	Cr、Ni	50-500μm	500-1200HV	微裂纹，间断的层状结构叠加
摩擦覆膜	Cu	1-9μm	–	局部金属覆盖
自熔合金喷涂	NiCrBSi、Mo、合金钢	0.1-5mm	Mo：500-900HV	层叠状；空隙、空腔
金属陶瓷喷涂	WC、Al2O3	100-500μm	56-60HRC 600-1400H	层叠状多相性；空隙、空腔
堆焊	合金钢	几毫米	52-58HRC	铸造构造
PVD	氮化钛	1-7μm	1800-4500HV	微晶结构
CVD	氧化铝	2-12μm	2000-4000HV	微晶、碳化物、多层
渗氮、渗碳	FeN、FeB	20μm 扩散层1mm	1200HV	外层细状孔，其下部分杆状结构；扩散层析出结构
阳极氧化	氧化铝、氧化锆	50-150μm	300-600μm	超过100μm有裂纹倾向

03 摩擦副中存在的磨损机理

摩擦磨损通常由1-2种机理起主要作用。

应用	粘着磨损	磨料磨损	疲劳磨损
密封滑动面、密封	3-4	2-3	1
滚动轴承	0-1	0-2	4-5
干摩擦或混合摩擦小的轴、轴颈、铰链	2-3	3-4	1
导轨	2-3	3-4	1-3
轮/轨道	1	2	4
闭式减速器：涡轮——蜗杆式	4	2	1
闭式减速器：圆柱齿轮式、锥齿轮式	0	1	5
润滑滑动轴承	0	0	5
连续切削刀具	3-4	3-4	0
间断切削刀具	2-3	4-5	0
闭式冷作模具	4-5	0	2
破碎机、抓斗、破碎工具	0	5	0
输送装置	0-2	4-5	0
阀门、挺杆、凸轮	2-3	2-3	2-3