M50NiL钢是一种具有良好韧性及抗疲劳性能的轴承钢,但当作为航空发动机主轴轴承套圈材料,在高速、重载、振动环境中与硬度较低的保持架材料接触时,由于其表面碳化物较小,抵御外来颗粒磨损能力低,容易产生“软磨硬”的异常磨损现象,严重影响了使用寿命,而TiN涂层作为硬质涂层代表,硬度远高于M50NiL钢表面硬度,能够有效保护运转过程中引导面的磨损。因此本文主要研究较低温度下多弧离子镀技术制备TiN涂层的沉积工艺,并模拟实际接触条件,利用球盘摩擦试验机及冲击-滑动试验台开展摩擦磨损试验,探讨TiN涂层对基体材料的防护能力。传统TiN涂层沉积温度在500℃左右,该温度会对轴承钢组织及尺寸产生影响,因此本文将沉积温度控制在300℃以下,进行TiN涂层的制备,分析认为弧流对涂层硬度影响最大;较高气压有助于减小涂层表面颗粒数目,但硬度及结合力降低;偏压对膜层表面颗粒没有较大影响,但在一定范围内有利于提高离子轰击能量,增大涂层硬度及结合力。经过优化最终获得了表面颗粒尺寸小、硬度高、膜基结合力强的TiN涂层;对TiN涂层耐磨性进行了探讨,结果表明:较低载荷下,涂层没有明显磨损,表现出良好的耐磨性;较高载荷下,涂层主要以层状剥落形式失效,磨损机制主要有粘着磨损、磨粒磨损,可能存在氧化磨损。研究了TiN-Ag球盘摩擦磨损行为,表现为:无润滑时,低速低载荷下摩擦系数较低,随载荷及转速升高,银层发生严重塑性变形,接触面积动态增长,且由于摩擦副间未形成转移膜,摩擦系数升高,但TiN涂层未发生明显磨损现象,与基体相比表现出良好耐磨防护作用;油润滑条件下,摩擦系数最低达到0.1,镀银层磨痕较浅,TiN涂层没有擦伤痕迹,表现出良好的减摩耐磨性。在冲击滑动接触模式下分析了M50NiL、M50、TiN与Ag三种摩擦副的摩擦磨损行为。相同条件下渗碳M50NiL材料磨损量远大于M50,认为主要是材料组织中碳化物的分布及颗粒尺寸造成的,而TiN涂层基本没有磨损,对基体起到良好防护作用;随接触应力增加至43.5MPa,TiN涂层局部发生剥落,主要是由于反复冲击温度过高及冲击热疲劳作用引起的。