海水液压泵的高速重载摩擦副在海水润滑下会发生严重的腐蚀和磨损。采用激光熔覆和低温离子渗硫技术，在海水泵关键零部件表面制备Ni基金属陶瓷耐磨耐蚀自润滑涂层，可提高海水液压泵的整体寿命。本文分析金属陶瓷离子渗硫层的组织性能，研究金属陶瓷固体自润滑涂层形成的影响因素并优化工艺，对其形成过程和机理进行研究。通过激光熔覆在45钢基体上制备了表面平整的Ni基金属陶瓷搭接熔覆层，其物相有γ(Fe, Ni)、Fe0.64Ni0.36，WC，Fe2B，M7C3型及M23C6型碳化物等，显微硬度为600HV0.2，为渗硫层提供了硬质基底。渗硫后，熔覆层表面形成了由微纳米级颗粒堆叠而成的沉积层及扩散层组成的厚约4μm的复合改性层。其表面S含量较高，且S元素在熔覆层表面发生了扩散，形成了FeS相。采用离子渗硫在熔覆层表面制备出固体润滑涂层，可明显降低材料的摩擦系数并减轻了对磨件的磨损。 Ni基金属陶瓷熔覆层的摩擦系数为0.75，渗硫后降低为0.6，复合改性层磨损失重较熔覆层降低40%。渗硫温度和表面粗糙度对固体润滑涂层形貌影响较大，渗硫温度较高或粗糙度较大都难以得到均匀覆盖的沉积层，表面粗糙度相同而渗硫参数不同时，得到的渗硫层表面微观形貌相似。不同渗硫工艺下得到的复合改性层表面都含有Fe、Ni、W、S等元素，但S元素的含量与离子渗硫参数有很大的关系。其最重要的影响因素是渗硫温度，表面粗糙度为次要影响因素，而保温时间为2h以上时，保温时间的影响作用最小。优化的渗硫工艺参数为：渗硫温度230℃、保温4h、表面粗糙度Ra0.07，此时试样表面硫含量最高，且金属陶瓷固体润滑涂层的摩擦系数及磨损失重都较小。固体润滑层的形成和生长是气相-固体的转化过程，包括渗硫介质的离解和活性硫化物的输送、活性含硫物质在熔覆层表面吸附和反应、活性硫原子的扩散迁移等三个过程。直流电压下，H2S离解出的活性硫物质与熔覆层表面的作用主要有两类：硫离子对阴极表面溅射及中性硫原子与阴极表面吸附。形成的硫铁化合物在熔覆层表面能较低处沉积、吸附、形核，以岛状生长模式，最后合并连成网络结构，形成渗硫层。渗层表面的O元素和S元素含量随保温时间的延长呈上升趋势，保温达2h时，S元素及Fe元素的原子比例约为1:1。继续延长保温时间，表面硫含量有所降低，沉积层变致密并发生开裂和脱落。