电机是我国最大的用电终端,年耗电量约占工业用电的85%、全国总用电量的60%,总社会保有量极其巨大。许多电机常常在高温、潮湿、腐蚀等恶劣环境下使用,其主轴等关键零部件易于因磨损、腐蚀等原因失效,服役周期往往比预期更短,从而造成极大的资源和能源浪费。先进增材再制造技术可以制备出耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗疲劳的高性能复合涂层,以提高电机轴类零件的使役性能和服役寿命,为电机轴类零件的批量化再制造修复提供解决之道。本文拟针对损伤电机轴类零件,开发高性能复合涂层材料,制备自润滑复合涂层,在提升轴类零件自身耐磨性能的同时,降低其对对偶件的磨损,从而达到整个传动系统性能提升的设计目标。课题研究对实现工业电机轴类零件的高性能维修与再制造具有重要意义。本文选用Ni60包覆WC（Ni60-38WC）、镍包石墨（25Ni-C）和镍包钛碳化硅（25Ni-Ti3Si C2）三种粉末原料,设计开发了两种不同体系的喷涂粉末材料,采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术在45钢基体表面制备了两种不同体系的镍基耐磨耐蚀复合涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和激光粒度分布仪对三种粉末原料的微观形貌和物相组成进行了观察研究;利用数码超景深显微镜、SEM、能谱仪（EDS）、XRD、显微硬度计对复合涂层的组织结构和力学性能进行了研究分析;利用中性盐雾腐蚀试验和摩擦磨损试验机分别对复合涂层的腐蚀性和摩擦学性能进行了研究分析;结果表明:（1）Ni60-WC粉末呈球形或椭球形形貌,物相组成主要有（Fe,Ni）23C6、B6Fe23、Ni、WC、W2C、Cr7C3、Cr B等;镍包石墨粉末呈不规则形状,物相组成有Ni和石墨;镍包钛碳化硅粉末呈细小球形和不规则块状,物相组成有Ni和Ti3Si C2;三种粉末的粒径分布范围为15?45μm,符合热喷涂所需粉末条件要求。（2）两种不同体系的镍基复合涂层均与45钢基体结合紧密,没有明显孔隙、裂纹等缺陷存在;不同镍包石墨掺杂量下复合涂层中白色方块状晶体的WC硬质相和黑色不规则形状的石墨润滑相分布均匀,主要存在的物相有Ni、WC、Cr Si、Si C、Cr23C6、BFe和石墨;不同镍包钛碳化硅掺杂量下复合涂层中白色方块状晶体的WC硬质相和黑色细小不规则形状的钛碳化硅润滑相分布均匀,主要存在的物相有Ni、WC、Cr Si、Si C、Cr23C6和Ti3Si C2。（3）两种不同体系的镍基复合涂层均与基体结合紧密,且孔隙率低（1?2%左右）,并且随着镍包粉末掺杂量的增加,其复合涂层的孔隙率都随之增多。不同镍包石墨掺杂量下复合涂层的显微硬度在650?800HV左右,随着镍包石墨掺杂量的增加,复合涂层的显微硬度随之降低,其中掺杂15wt.%Ni-C复合涂层的显微硬度最低（664HV）;不同镍包钛碳化硅掺杂量下复合涂层的显微硬度在800?900HV左右,其中掺杂5wt.%Ni-Ti3Si C2复合涂层的显微硬度最高（905HV）。总而言之,两种不同体系的镍基复合涂层硬度高,均高于650HV。（4）在盐雾腐蚀试验120h、240h、480h内,随着盐雾腐蚀试验时间的延长,两种不同体系的镍基复合涂层都有不同程度的腐蚀,但是均具有良好的耐腐蚀性能,且两者的耐腐蚀性能大致相同。体系一:掺杂15wt.%Ni-C复合涂层具有最轻的腐蚀质量和最低的腐蚀速率,表现出最好的耐腐蚀性能;体系二:掺杂5wt.%Ni-Ti3Si C2复合涂层具有最轻的腐蚀质量和最低的腐蚀速率,表现出最好的耐腐蚀性能。（5）在10N载荷下的摩擦磨损过程中,不同镍包石墨掺杂量下复合涂层的耐磨损性能随着镍包石墨掺杂量的增加而升高,但是其复合涂层磨损体积都相差不大;而不同镍包钛碳化硅掺杂量下复合涂层的耐磨损性能随着镍包钛碳化硅掺杂量的增加反而下降。其中,掺杂15wt.%Ni-C复合涂层的磨损体积为0.55×10~7μm~3,是Ni60-WC涂层磨损体积的三分之一;掺杂5wt.%Ni-Ti3Si C2复合涂层的磨损体积为0.29×10~7μm~3,是Ni60-WC涂层磨损体积的五分之一。综上所述,掺杂5wt.%Ni-Ti3Si C2复合涂层的耐磨损性能最佳,其复合涂层磨损表面平整,无裂纹或凹坑,且摩擦系数较小。