在润滑油中添加抗磨减摩添加剂是一种常用的提高零件耐磨性能的手段。近年来,金属自修复添加剂因具有修复磨损表面损伤而使工件达到零磨损甚至负磨损状态的作用而受到广泛关注。金属自修复添加剂主要指硅酸盐类物质,其中蛇纹石等天然矿物粉体的应用较为广泛。目前关于蛇纹石、蛇纹石复合添加剂的研究已经积累了大量的实验数据和形成了多种自修复理论体系。研究发现:蛇纹石修复膜中间含有大量的非晶体石墨、SiO2和FeS等复杂化学成分,并证明了润滑油裂解产生的石墨在修复膜形成过程中发挥了关键的作用,但是对不同工况下的成膜机理存在争议,有待深入研究。本论文建立了复合添加剂(石墨烯-蛇纹石)的润滑、自修复模型,基于理论分析与实验对蛇纹石附着于石墨烯层表面与层间与石墨烯发生协同润滑修复作用和机理进行了系统的分析和验证,主要内容包括:磺化石墨烯的加入省去了润滑油裂解步骤,直接参与成膜过程。磺化石墨烯代替石墨沉积在磨损区域并吸附蛇纹石中的SiO2、蛇纹石与基体反应生成的FeS、Fe2O3等金属陶瓷颗粒共同形成了修复层。实验发现石墨烯-蛇纹石复合添加剂成膜速度更快并在修复膜中检测出含有磺化石墨烯特有的S元素,证明磺化石墨烯能促进修复膜的形成。制备了亲油性磺化石墨烯(SGO)并加入合成润滑油中进行摩擦磨损实验。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对磺化石墨烯的化学成分、表面形貌进行表征;研究了磺化石墨烯的抗磨减摩性能及其在GCr15钢表面的成膜性能;表面形成的石墨烯膜能够有效的隔离空气和水分子,盐雾腐蚀试验也证明了成膜后GCr15钢表面具有较好的耐蚀性能;最后对提出了磺化石墨烯润滑油的制备方法并对其自修复性能进行了分析证明了磺化石墨烯可以作为一种新型的自修复添加剂使用,为后续复合添加剂的研制提供了理论依据。结合目前金属自修复添加剂的研究成果,采用磺化石墨烯代替成膜过程产生的纳米石墨颗粒与蛇纹石进行复合成膜的研究,借助SEM、EDS、XRD以及超景深显微镜等分析了金属表面修复膜的成分和结构、复合添加剂的成膜机理以及润滑方式。通过石墨烯-蛇纹石的复合成膜深化金属自修复添加剂的成膜机理。通过四球摩擦磨损试验机研究了不同浓度下磺化石墨烯、蛇纹石以及复合添加剂的抗磨减摩性能。通过对不同添加剂作用的摩擦副表面宏观和微观实验,重点分析了GCr15钢表面自修复膜的形成机理和作用机理过程。通过扫描电子显微镜观察金属表面修复膜的微观形貌,对比超景深显微镜磨痕大小和三维形貌,利用能谱分析仪(EDS)检测自修复膜成分,揭示了复合润滑添加剂区别于传统添加剂的成膜方式和影响因素,并全面分析了载荷、转速、温度等对自修复性能的影响,为复合添加剂的研制提供了一种新型的思路并验证了其可行性。