该文借助稀土特殊的表面活性,成功开发了稀土催化低温熔融渗硫和室温盐液渗硫两项新技术,实现了安全、高效、低成本渗硫,满足了其在冶金、机械行业推广应用的基本要求,并在不锈钢丝绳合拢成型模具——Cr12压线模上取得良好的实用效果.该文重点考察了渗硫层减摩效果与厚度之间的关系,认为已有文献提出的单一临界膜厚概念不足以阐释减摩效果对润滑层厚度的依赖性,故而从摩擦学理论的角度提出了上、下临界膜厚t<,C2>和t<,C1>等概念,并给出了表面润化层优化设计的基本原则,为渗硫处理及其他固体润滑技术在特定工况条件下的经济合理应用提供了理论依据.首先,系统研究了稀土元素种类、加工量和加入状态等对渗S过程的影响,成功配制出LMS系列稀土复合渗硫剂,并确定了相应的低温熔融渗硫工艺参数.为降低能耗又进一步发展了室温盐液渗硫工艺,自行配制出SBR系列配方,确定了渗硫工艺参数.该盐液由基本组分Na<,2>S<,2>O<,3>和复合促进剂CA-2(氧化促进剂KHSO<,3>+微量稀土盐添加剂)组成.在渗硫层厚度能有效控制和获得的工艺研究基础上,论文工作进而转向其摩擦学特性的研究.试验表明:渗硫能明显改善钢的摩擦学性能,降低系统的摩擦系数,减小配副的磨损.在100N、0.47m/s干摩擦条件下,渗硫Cr12(渗层厚约10μm)与不锈钢对磨时的摩擦系数仅为原来的30~40％,而不锈钢配副的磨损量降为原来的1/2左右.渗硫层摩擦系数和耐磨寿命受渗层厚度、基体硬度的影响.在摩擦学理论方面,针对软质膜/硬基体与对偶件这一复杂体系,该文根据接触力学理论建立了"微凸峰—软/硬平面接触"模型,提出了上临界膜厚t<,C2>、下临界膜厚t<,C1>概念,较好地阐释了软质膜减摩效果对其厚度的依赖性.最后,在以上试验研究和理论分析的基础上,针对不锈钢丝绳合拢成型的关键部件—Cr12压线模进行了生产性应用研究.在线生产跟踪发现,Cr12压线模经低温熔融渗硫(LMS-7,190℃/4h)+MoS<,2>浸涂(15％wt水溶液,100℃/0.5h)处理后,其工作表面润滑条件明显改善,有效降低了型腔的磨损程度,使用寿命提高1倍以上;特别是,不锈钢丝绳终产品的表面质量和绳径得到了很好的控制和改善,对提升产品档次及其高性能化具有明显的效果.