节能减排是汽车制造行业面临的巨大挑战,发动机的轻量化及性能提升是解决该问题的重要途径之一。铝合金发动机缸体虽满足轻质要求,但其耐磨损性能较差,容易造成缸体内表面磨损失效。相比于传统的内嵌式铸铁缸套,在缸体内壁制备涂层既能提高其耐磨损性能,又能降低缸体的整体质量。本课题采用超音速等离子喷涂技术在铝合金基体上制备铁基涂层,包括灰铸铁、高铬钢和铁基自熔性合金材料,通过结合涂层的显微组织、相成分、硬度、结合强度和磨损性能对涂层的性能进行评价;为了进一步改善实验结果所选的最佳铁基涂层材料的磨损性能,系统研究了Mo S2固体润滑剂的添加量对铁基自润滑复合涂层的组织及相关性能的影响规律。研究结果分析表明,灰铸铁涂层中的氧化物含量远高于高铬钢和铁基自熔性合金涂层。喷涂前后,高铬钢涂层未发生相变,而铁基自熔性合金涂层中存在γ-（Fe,Ni）与α-（Fe,Cr）间的相转变。灰铸铁涂层、高铬钢和铁基自熔性合金涂层的显微硬度分别为313±12HV0.1、394±27HV0.1和428±17HV0.1,均显著高于铝合金基体的显微硬度(29±4HV0.1)。高铬钢和铁基自熔性合金涂层的结合强度均高于灰铸铁涂层的结合强度,主要归因于涂层中较低的氧化物含量以及Cr、Ni合金元素有效促进了Fe和Al在涂层与基体界面间的相互扩散。根据摩擦系数和磨损体积损失结果,灰铸铁涂层、高铬钢和铁基自熔性合金涂层相比于铝合金基体均表现出良好的耐磨性,尤其高铬钢涂层的磨损体积损失相比于铝合金基体降低了98.8%。因此,相比于灰铸铁和自熔性合金涂层,高铬铁基涂层兼具良好的结合强度和磨损性能。成功制备了添加不同含量Mo S2的铁基自润滑复合涂层,且涂层中的Mo S2均未完全分解。随Mo S2含量的增加,涂层的显微硬度和界面结合强度逐渐降低。当Mo S2含量从0wt.%增加到15wt.%时,涂层的摩擦系数和磨损质量损失均呈现出先减小后增加的趋势。当在高铬铁基涂层材料中加入的Mo S2含量为5wt.%时,Mo S2润滑相与铁基材料能很好的复合,发挥了较好的自润滑效果,改善了涂层的摩擦磨损性能,即具有最低的摩擦系数（0.5）和磨损质量损失（0.0704mg）。添加0wt.%Mo S2的铁基涂层的磨损机制为氧化磨损,添加5wt.%、10wt.%和15wt.%Mo S2的铁基复合涂层均表现出氧化磨损、磨粒磨损和疲劳磨损共存的磨损机制。