随着柴油机强化指标的提高,对气缸套的耐磨性和摩擦功耗提出了更高的要求。合金镀铁层与基体结合强度高,耐磨性和抗拉缸性能好,能强化气缸套表面。微织构复合固体润滑剂可针对缸套的特定位置进行选区加工,强化润滑效果,减小摩擦,因此,本论文开展合金镀铁缸套的微织构复合固体润滑剂摩擦行为研究,这对进一步减少合金镀铁缸套的摩擦系数、提升合金镀铁缸套的综合摩擦学性能有着重要意义。首先,本论文基于载荷级试验和贫油试验方法,以摩擦系数、磨损量和断油摩擦时间为表征参数,以常用的合金铸铁缸套为参照,获得了 FeNi合金镀铁缸套及与其配对的活塞环的摩擦磨损规律。结果表明,与合金铸铁缸套相比,FeNi合金镀铁缸套磨损量降低了11%,抗拉缸性能提高了 6.5倍,但摩擦系数增大了11～20%。CKS活塞环与FeNi合金镀铁缸套的配对性能综合最优。随后,本论文针对FeNi合金镀铁缸套摩擦系数偏大的问题,开展了微坑织构复合MoS2的选区制备方法和试验验证研究。采用电火花加工技术在缸套表面制备了微坑,采用MoS2与润滑油10:1混合碾压填充方法可以更好地实现微坑与MoS2的复合。研究了在缸套试样磨损区端部、中部和全程采用微坑织构复合MoS2技术对摩擦磨损性能的影响规律,以及MoS2释放后的作用范围,优化了微坑织构复合MoS2的设计方案。进而,基于优化的微坑织构复合MoS2的设计方案,制备了微坑织构复合MoS2缸套试样,研究了微坑直径、深度、密度和分布角度等微坑织构参数对微坑织构复合MoS2缸套试样的摩擦系数和磨损形貌的影响规律。结果表明,微坑织构复合MoS2的FeNi合金镀铁缸套试样的摩擦系数比单一的微坑织构缸套和原始缸套分别降低了 7.3%和11.4%,还能改善磨合。从干摩擦到充分供油的不同润滑条件下,润滑油的流动有助于微坑中MoS2的释放,但供油过多会使分散在润滑油中的MoS2过快流失。处于边界润滑的上止点区域具有最佳的减摩效果。最后,针对润滑油中含有MoS2固体颗粒的现象,建立了固体颗粒对微坑表面流体润滑影响的数学物理模型,获得了颗粒直径与含量对微坑织构表面最小油膜厚度和流体、微凸体、颗粒三相承载力的影响规律,以及颗粒对表面压力分布的影响。采用XPS研究磨损表面的摩擦化学反应产物,揭示了MoS2与ZDDP添加剂对FeNi合金镀铁缸套表面摩擦化学反应膜的影响机理。