钢铁材料广泛应用于工业领域,为改善其耐磨性,可以采用微弧氧化技术在其表面制备陶瓷层。然而,钢铁较难直接进行微弧氧化,通常使其表面阀金属化后再微弧氧化。本文采用热浸镀铝（HDA）/微弧氧化（MAO）和电弧离子镀（AIP）/微弧氧化（MAO）两种复合工艺在钢铁材料表面制备陶瓷层,深入研究不同工艺参数对复合膜层生长行为及摩擦学性能的影响。采用HDA/MAO工艺,在铝酸盐电解液体系下制备氧化铝基复合膜层。复合膜层由表层的氧化层、中间的Al镀层和底层的Fe-Al扩散层构成。结果表明,当电压增加,电解质分解更多的Al2O3沉积在膜层表面,促进复合膜层的向外生长。当时间延长,膜层内氧离子含量增大,促进向内生长,而在氧化时间达到45 min时,膜层被电弧放电损坏而厚度降低。当占空比增加,复合膜层增厚,内部氧化程度增高。随着电压升高,膜层的磨损率降低;随着氧化时间延长,膜层的磨损率先降后升;随着占空比增大,膜层的磨损率持续上升。当电压500 V,时间30 min,占空比30%时,所制备复合膜层的耐磨性最好,在7 N载荷下的磨损率相比于HDA基体下降了78.7%。采用HDA/MAO工艺,在硅酸盐电解液体系下制备氧化铝基复合膜层。结果表明,占空比和频率会影响Al和Si元素在复合膜层中的分布和含量。当占空比增加,微放电的空间密度变小,膜层表面参与反应的Al元素变少,聚集的硅酸根增多,所以Al浓度降低,Si集中在膜层外部。当频率增加,脉冲能量减小,Si的离子迁移速率减慢,导致膜层表面Si含量减少。随着占空比增加,膜层的磨损率先降后升;随着频率增加,膜层的磨损率也是先降后升。当占空比40%和频率1000 Hz时,所制备复合膜层的耐磨性最好。采用AIP/MAO工艺在铝酸盐电解液体系下制备氧化钛基复合膜层。低电压下膜层的主要物相是Ti O2相,高电压下则是Al2Ti O5相。原因是当电压增加,较多的Al2O3沉积在表面,与Ti O2反应形成Al2Ti O5。随着复合膜层的生长,膜层出现裂纹,局部导电率增大,Fe基体被强电流带来的高温熔化后喷射到膜层表面,遇冷凝固成球体。