近年来,随着工业生产要求的提高,传统的金属材料零部件已经无法满足在极端工况下的某些使用需求,如腐蚀环境下的摩擦学性能需求。而日新月异的材料科学与表面工程的发展,则为这一类的工程难题提供了各种各样的新兴材料基础以及新思路。凭借良好的机械加工性能,和灵活的改性方法,环氧树脂等聚合物材料,受到了各个科研领域越来越多的关注,特别是不同学科的交叉科研领域。为了提高钢铁材料摩擦零部件在腐蚀环境下的使用性能,以及其工作寿命,本文采取陶化-硅烷改性方式,对钢铁进行表面改性处理,并选用表面粘涂工艺,在改性钢铁表面涂覆获得一层抗腐蚀性强、摩擦学性能优异的环氧树脂基复合涂层。为了保证钢铁基体与环氧树脂的结合性能,首先需要对钢铁基体表面进行改性处理。本文采用化学改性技术,选用有机、无机两种组分作为主改性剂协同处理钢铁基体,并通过控制变量的方法,以硫酸锰、氟化氢铵、KH550、KH560含量和溶液pH作为控制变量,在常温条件下制备陶化-硅烷复合改性层。根据复合改性层的表面形貌、耐腐蚀测试、结合力、硬度和膜层的成分的测试结果,对比分析五组控制变量对改性层的影响,从而优化变量参数,获得具有表面形貌均匀一致、耐腐蚀性好、结合性能强的改性层。同时,根据分析结果,建立改性层的组分结构图,对其中不同组分各自具有的功能进行说明。对钢铁表面改性优化完成后,在改性层的表面涂覆环氧树脂复合胶黏剂,制备树脂基自润滑复合涂层。为了在钢铁表面获得良好摩擦学性能的涂层,本文分别选取纳米二氧化钛和纳米石墨作为增韧填料和减摩填料,来制备环氧树脂复合胶黏剂,并将复合胶黏剂悬涂覆盖改性钢铁基体,烘干固化,获得环氧树脂基自润滑复合涂层。制备完成后,对环氧树脂基复合涂层的表面硬度、结合性能进行测试,并分析测试结果,并根据测试结果,验证改性填料是否拥有较好的分散性,能否实现对环氧树脂表面硬度和结合性能的强化作用。最后,对环氧树脂基自润滑复合涂层的摩擦学性能进行测试。首先对环氧树脂涂层进行测试,测试结果用来和其他复合涂层对比。测试完成后,根据复合涂层的测试结果,分析其中增韧填料和减摩填料改性后对复合涂层摩擦系数和磨损寿命的影响,并对环氧树脂基自润滑复合涂层的耐磨性和减摩性的机理进行分析。研究发现,增韧填料改性后均匀地分散在环氧树脂中,发挥弥散强化的作用,从而显著地改善环氧树脂硬脆性。改性后的减摩填料则在磨损过程中逐渐析出表面,并吸附在摩擦副表面,使得摩擦系数大大降低。