高风沙环境下,空气中的沙尘很容易进入装备的润滑系统,引起零部件的快速磨损失效.本文针对这个影响装备使用寿命的关键技术难题,依据零件失效形式及"硬质点+软基体"的设计思想提出采用镍基纳米颗粒复合电刷镀层、3Cr13高速电弧喷涂层、12Co-WC超音速等离子喷涂层等三种先进表面工程技术来提高材料在含细沙油润滑条件下摩擦磨损性能的技术路线,采用SEM、TEM及铁谱等技术研究了这三种镀(涂)层的显微组织、相结构、力学性能以及各种因素对其在含细沙油润滑条件下摩擦学行为的影响,这对于解决高原高风沙条件下装备的快速磨损,延长装备寿命,提高装备保障能力和战斗力具有重大的工程现实意义.同时通过系统研究镀(涂)层在含细沙油润滑条件下的磨损机理和抗磨机制,从理论上探讨与钢铁等均质材料不同的镀(涂)层的组织结构对摩擦学行为的影响,对指导镀(涂)层的设计具有重要的学术意义.通过对纳米颗粒复合镀层组织、形貌和力学性能的研究发现,纳米颗粒在复合镀层中呈三维均匀分布,镀层组织细小致密,由于细晶强化、弥散强化和畸变强化镀层的硬度显著提高.研究表明,纳米颗粒复合镀技术可以修复45钢材质的轴承内外圈配合表面、密封环配合面.3Cr13高速电弧喷涂或12Co-WC超音速等离子喷涂技术可以对轴类零件表面进行修复和强化,应视零件成本而定.而工作环境复杂的缸套表面宜采用具有较好结合强度及较高耐磨性的12Co-WC超音速等离子喷涂技术进行修复和强化.依据模拟试验结果,将三种先进表面工程技术应用于装备的强化和修复,效果良好.表面镀(涂)层技术在解决高风沙环境下材料的快速磨损方面具有广阔的应用前景.