海水液压泵是海水液压驱动系统中的关键零部件,但是因其严苛的工作环境,海水液压泵容易发生磨损、腐蚀等失效问题,从而严重影响了海水液压泵的服役寿命。采用激光熔覆与低温离子渗硫技术制备的复合层兼具减摩、耐磨、耐蚀性能,可以有效缓解以上问题。但是Ni基金属陶瓷涂层裂纹敏感性很大,涂层内部质量很差,而且Ni基金属陶瓷涂层Fe含量相对较少,在其表面制备的渗硫层厚度较薄、均匀性差,不利于充分发挥其自润滑性能。La₂O₃在金属陶瓷涂层表面改性及化学热处理催渗领域都有十分广泛的应用,本文将着重研究La₂O₃对激光熔覆金属陶瓷-离子渗硫复合层组织结构及性能的影响,以期制备出满足海水液压泵实际工况要求的复合涂层。本文首先研究La₂O₃对于Ni基金属陶瓷涂层组织结构及性能的影响规律,采用镍基金属陶瓷粉末在A3钢表面进行激光熔覆,通过熔覆层宏观形貌及显微组织的观察、物相成分分析、性能测试,研究不同含量La₂O₃对于熔覆层组织机构及性能影响的规律及机理,最终确定La₂O₃添加量的最佳值为0.7%。实验结果表明:La₂O₃添加量太多或太少都不利于熔覆层涂层质量,La₂O₃含量过低时不能起到明显效果,含量过高时其本身也成为杂质,导致涂层质量下降。加入0.7%La₂O₃可以明显降低熔覆层裂纹敏感性,减少涂层内部夹杂、裂纹及孔洞等缺陷,提高致密度。还可以细化熔覆层晶粒,减弱枝晶生长的方向性,使WC均匀分布,加速WC颗粒的溶解,熔覆层中形成新物相La₂Ni₇。加入适量La₂O₃提高了熔覆层硬度,摩擦学性能明显提升,耐蚀性能也得到了一定程度的提高。向熔覆层中添加0.7%La₂O₃后并在260℃保温2h条件下于熔覆层表面进行低温离子渗硫,通过观察渗硫层组织结构及性能测试研究熔覆层中添加La₂O₃对渗硫层的影响及机理,以期提高渗硫层的厚度及均匀性。实验结果表明:熔覆层表面渗硫层的硫化物颗粒呈白色小球状且主要生长在Ni基组织上。加入La₂O₃后细化了熔覆层晶粒、净化了组织,活化了熔覆层表面氛围,在低温离子渗硫过程中吸附了更多S^2-附着在熔覆层表面,渗硫层颜色更深且更加均匀,硫化物颗粒明显增多,颗粒尺寸变大,S元素含量更高,加入La₂O₃熔覆层表面渗硫层厚度提高一倍并且检测到了更多含量的FeS、WS₂、FeS₂物相,但物相种类没有发生明显变化。渗硫层在干摩擦及人工海水条件下都表现出很好的减摩性能。在干摩擦条件下,加入La₂O₃熔覆层表面渗硫层摩擦系数比未加La₂O₃熔覆层表面渗硫层摩擦系数降低8%且更加稳定,磨痕更窄、更浅,宽度及深度分别为370μm和0.948μm。在人工海水润滑条件下渗硫层表现出了比在干摩擦条件下更好的减摩性能,约降低50%。其中加入La₂O₃熔覆层表面的渗硫层在人工海水条件下摩擦系数最低且最稳定,约为0.25,磨损失重也有了明显的减少,磨痕更窄、更浅。