工程装备中的重要元件—液压活塞杆受到恶劣的环境影响，现有的镀硬铬工艺已经不能满足活塞杆的表面处理要求，陶瓷涂层取代镀硬铬已经成为未来液压活塞杆表面处理工艺的发展方向之一。本文依托国家863计划项目“环保型表面处理技术与装备开发”，用等离子喷涂方法在40Cr钢表面制备出Al₂O₃-TiO₂陶瓷涂层，系统地研究了喷砂预处理工艺及喷涂工艺对涂层结合性能、摩擦学性能的影响规律，对喷涂工艺进行了优化，分析了Al₂O₃-13%TiO₂陶瓷涂层与不同摩擦副对偶材料配副时的摩擦学性能，获得了Al₂O₃-TiO₂陶瓷涂层的工艺及摩擦学研究的一些成果。本文研究的主要结果如下：1、在本试验条件下，基体喷砂预处理对三种等离子喷涂Al₂O₃-TiO₂陶瓷涂层结合性能实验结果显示：对于TiO₂含量分别为13%、20%、40%的Al₂O₃-TiO₂陶瓷涂层粉末材料，喷砂角度约为75°，喷砂磨料粒度约为-20⁶0目时，能够获得比较优良的涂层结合性能。2、基体表面三维形貌参数与陶瓷涂层结合性能关系研究发现，利用三维表面形貌参数来表征基体表面特征更加合理。基体喷砂预处理表面轮廓算术平均偏差Sa范围为7¹3μm的等离子喷涂Al₂O₃-TiO₂涂层结合性能最好，其预处理表面峰顶密度Sds为1.0×10-4¹.4×10-4（单位为μm-2），分形维数Sfd为2.30².50，表面展开界面面积比Sdr为10.0%²0.0%。3、正交试验结果显示：电弧电压对等离子喷涂Al₂O₃-13%TiO₂涂层的性能影响最大，电弧电流的影响次之。最优工艺参数为：电弧电压U为80V，电弧电流I为500A，送粉速率Qm为10.7g/min，喷涂距离L为120mm。4、干摩擦条件下，Al₂O₃-13%TiO₂涂层在球/盘摩擦试验中与GCr15配副的摩擦系数为0.035⁰.076。往复摩擦试验中，Al₂O₃-13%TiO₂涂层与锡青铜配副时为0.26⁰.33，与球墨铸铁配副时为0.65⁰.75，与金属材料配副的磨损机理为剥落磨损和粘着磨损；往复摩擦试验中，Al₂O₃-13%TiO₂涂层与共聚甲醛配副时为0.16⁰.24；与聚四氟乙烯配副时0.1⁰.24，与非金属材料配副时的磨损机制为磨粒磨损。5、液压油润滑使涂层材料的摩擦磨损性能明显提高，Al₂O₃-13%TiO₂涂层与锡青铜配副时摩擦系数为0.22⁰.24，与球墨铸铁配副时为0.15⁰.16，与共聚甲醛配副时为0.11⁰.28，与聚四氟乙烯配副时0.07⁰.09；配副对偶件与涂层的磨损量均有不同程度的降低。