作为一种固体润滑材料,MoS2因其优良的摩擦学性能,常以涂层的形式涂覆于基体表面,从而起到减摩润滑的作用。然而,以传统技术制备的MoS2涂层存在大气环境中易氧化、结合强度差、耐磨性不足等问题。电射流沉积技术是指液态流体在高压电场中受到力的作用雾化成稳定的液滴,以精细射流的形式沉积在基体表面的成型技术,其尺寸精度可达纳米级。本文利用电射流沉积技术在硬质合金基体上制备了 MoS2/Ti复合涂层,对涂层结构、工艺参数进行了设计和优化,系统研究了该涂层的微观结构、力学性能和摩擦磨损特性,并深入分析探讨了该涂层的减摩机理。初步构建MoS2/Ti复合涂层结构,采用物质的吉布斯自由能函数法分析计算MoS2层、MoS2复合层、过渡层及基体各组分间是否发生化学反应,结果表明:过渡层与基体以生成新的化合物的形式增强了层-基结合力,且生成物不影响涂层性能的发挥;MoS2层与基体不发生反应;MoS2层、MoS2复合层与过渡层之间发生的化学反应生成的物质仍然具有润滑特性。为了计算涂层制备过程中产生的残余应力,借助有限元软件ANSYS进行了计算,结果表明:MoS2/Ti复合涂层结构能够有效缓解涂层与基体界面结合处的应力集中;改变复合涂层中的过渡层厚度,涂层中最大残余热应力变化很小;复合涂层总体厚度相同的情况下,当涂层由内向外各层厚度逐渐增加时,涂层的最大残余热应力呈增大趋势,反之,涂层的最大残余热应力不断减小。因此,对MoS2/Ti复合涂层中各层厚度和层厚比进行合理设计,是缓解涂层与基体界面结合处应力集中的有效方法。按照涂层结构的设计,制备了四种不同配比的溶液,即:MoS2溶液,MoS2-Ti(10%)溶液,MoS2-Ti(20%)溶液和Ti溶液。为了探究制备过程中沉积参数对涂层微观结构的影响,在硬质合金基体上成功制备了 MoS2涂层,并对其微观结构进行分析。结果表明:射流模式对涂层的微观结构有着决定性影响,而溶液成分、沉积电压、沉积高度和沉积流量均会改变射流模式。为了使沉积得到的涂层更加均匀,将沉积参数进行优化:沉积电压2.8～3.8 kV,沉积高度4～5 mm,沉积流量6～12 μl/min;不同的烧结温度会使Ti过渡层的结构发生改变,确定了烧结温度为800℃。利用优化的沉积参数,在硬质合金基体上制备出四种涂层试样,即:纯MoS2涂层(M),MoS2/Ti涂层(MT),带过渡层的M0S2涂层(TM)和MoS2/Ti复合涂层(TMT),系统研究了不同试样的结构和层-基结合强度的差异。结果表明:四种涂层的厚度在9.05～12.01 μm之间;涂层晶体结构均呈(002)择优取向;MT和TMT涂层的结构更加紧凑,涂层内部的孔隙明显减少;TM涂层、TMT涂层与基体的结合力相差不大,均高于其他两种试样与基体间的结合力,在基体与MoS2涂层之间增加过渡层结构可以增强涂层的附着性。研究了四种涂层试样的摩擦磨损特性,并与基体试样进行对比,探讨了摩擦时间、速度和载荷等对其摩擦磨损性能的影响,结果表明:随着时间的增加,五种试样的摩擦系数在不同时间点出现不同程度的增大;TMT涂层的摩擦系数最低,保持在0.1左右,保持了 MoS2涂层低摩擦的特性,耐磨性能最优,磨损寿命达到70 min,约为M涂层的21倍;在摩擦时间为20 min,载荷为15 N时,速度改变对基体、TM涂层和TMT涂层平均摩擦系数的影响不大,而对M涂层和MT涂层,随着速度的增大,平均摩擦系数分别表现出增大和减小的趋势;在相同摩擦时间内,速度为20 mm/s时,载荷的变化对基体和TMT涂层的平均摩擦系数影响不大,而对M涂层、MT涂层和TM涂层,平均摩擦系数表现出随载荷的增大而增大的趋势。对比各涂层磨损形貌,TMT涂层表现出优异的摩擦学性能。