随着现代航空、航天及核工业等高新技术产业的迅猛发展,对服役于苛刻工况下运动部件的强度及耐磨性要求不断提高。GH4169镍基高温合金是制造热端部件的主要材料,普遍应用于航空航天等领域;但该合金服役温度局限于650℃以下,并且在中低温阶段磨损严重。涂层技术可在不影响零部件功能的前提下改善表面摩擦学性能,提高运动系统的可靠性。因此,开发在宽温域内（室温～1000℃）具有高强度、稳定可靠及耐磨损性能良好的涂层材料有着迫切需求。本文采用热压烧结技术在GH4169镍合金表面制备Y和Nb强化的Co Cr Ni Fe基耐磨高温复合涂层。系统性研究含量、温度、载荷和滑动速度对涂层摩擦学性能的影响,运用ANSYS模拟涂层应力场分布,通过热震试验评估涂层与基底结合强度。制备Y强化的Co Cr Ni Fe基耐磨高温复合涂层,探讨Y对涂层微观组织和高温摩擦学性能的影响。烧结过程中,Y与金属颗粒表面吸附的氧或其他氧化物杂质反应净化了晶界,生成的Y2O3明显改善涂层硬度与致密度。涂层摩擦系数随温度的升高先减小后增大,磨损率变化趋势相反。20～600℃范围内,涂层磨损率比基底降低0.3～15倍,1000℃时约为3×10-5 mm~3/N.m。这归因于涂层的高硬度以及Y2O3强化的氧化物润滑层的润滑作用。低温下,涂层的磨损机理为磨粒磨损和轻微塑性变形,高温时主要为氧化磨损。400℃时,由Y强化的Co Cr Ni Fe基涂层摩擦系数曲线随载荷增加先上升后下降,提高滑动速度则使摩擦系数逐渐增大;磨损率变化均呈现升高趋势。摩擦学性能的改变与表面氧化物润滑层的形成和分布情况相关。低载荷或低速度时,磨损机理以磨粒磨损为主;随着载荷、滑动速度的增加,转变为磨粒磨损和氧化磨损。不同工况条件下,涂层有效改善了基底的耐磨性。设计Nb强化的Co Cr Ni Fe基复合涂层,研究涂层的微观组织及摩擦学性能,优化Nb含量。涂层中Nb增加导致硬度升高、致密度逐渐降低。20～1000℃内,涂层摩擦系数随试验温度的升高逐渐降低并趋于平稳;磨损率随温度变化先增大后减小,整体保持在0.85～7.12×10-5 mm~3/N.m之间,弥散分布的Ni3Nb颗粒改善了涂层的硬度和耐磨性。综合比较,宽温域内含5.0 wt.%Nb涂层表现出最佳的摩擦系数和磨损率,磨损机理与Y强化涂层相似,并且Nb强化涂层在高温下的摩擦学性能优于Y强化涂层。采用ANSYS有限元软件,编写APDL程序语言简化涂层冷却和高温摩擦过程,根据模型进行变形和应力场分析。结果显示:急速冷却过程中,涂层边缘处发生外扩变形,中心部出现上拱翘曲现象;随涂层厚度增加,形变位移和残余应力呈增大趋势。运用热震试验表征结合强度,在25次冷、热循环后,涂层表面状态良好,无脱落及其他明显损伤,与基底粘附牢固。Y强化涂层的结合强度优于Nb强化涂层,试验结果与仿真分析相吻合。