风电轴承滚道是风电设备的核心部件之一，恶劣的工作环境对其表面耐磨性、耐腐蚀性提出了严苛的要求。为改善轴承滚道表面性能，采用激光熔覆技术在大型风电轴承滚道模拟件表面制备了厚度大于3 mm的高硬度无裂纹的马氏体不锈钢涂层，对其显微组织、凝固过程及残余应力进行了研究，并将其硬度、耐磨性、腐蚀性与传统感应淬火42CrMo轴承滚道进行了对比。结果表明，马氏体不锈钢涂层基体组织主要为马氏体与少量的残余奥氏体，在晶间分布着M₂B 及M₂₃C₆等增强相。涂层的显微硬度超过800 HV，是感应淬火42CrMo硬度(650 HV)的1.2倍。在相同磨损条件下，涂层的磨损量仅为感应淬火42CrMo磨损量的50%。而在质量分数为3.5%的 NaCl盐雾腐蚀环境中，涂层的腐蚀速率较感应淬火42CrMo的腐蚀速率降低了68.8%。

采用激光熔覆技术,在16Mn钢表面制备了2205双相不锈钢/TiC复合涂层,研究了TiC含量对熔覆层微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响,并讨论了熔覆层中TiC的熔解、析出行为与熔覆层性能之间的关系。结果表明,随着TiC含量的增大,熔覆层的稀释率逐渐增大。熔覆过程中TiC发生了熔解及析出现象。随着TiC含量的增大,熔覆层的显微硬度逐渐增大。当TiC质量分数达到15%时,熔覆层的显微硬度最大值可达612 HV,该熔覆层的磨损失重最小。

采用IPG光纤激光加工系统及预置粉末法，在Cr12MoV钢表面激光熔覆了Co/MoS2/CaF2自润滑复合涂层。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDX)等研究了Co/MoS2/CaF2自润滑复合涂层微观组织及摩擦学行为。结果表明，涂层组织为致密的网状结构，局部表现出枝晶生长的特征，熔覆涂层与基体为冶金结合。熔覆涂层中存在MoS2和CaF2，部分MoS2和CaF2在激光热作用下发生了分解，分解后的S、Ca等元素与Co元素生成了CoF3和CaS等新相。常温条件下，润滑相含量为a(MoS2)＝7.5%、a(CaF2)＝7.5%的激光熔覆自润滑涂层减摩效果明显，摩擦系数为0.20～0.35。

采用激光熔覆技术，在Q235 钢表面分别制备了316L、不同质量分数(5%、10%、13.26%)和不同尺寸(纳米、微米)的316L-SiC 熔覆层。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X 射线能谱仪(EDS)、X 射线衍射仪(XRD)等检测了熔覆层显微组织并分析了强化机制，利用显微硬度计和摩擦磨损试验机分析了熔覆层的横截面硬度分布和表面摩擦磨损性能。结果表明，316L+10%SiC 为适当的添加量。在相同添加量时，微米SiC 发生部分分解，有残留的SiC 相；纳米SiC 发生完全分解，生成新的强化相碳化物M7C3 和硅化物FeSi，新的强化相有效地抑制了柱状晶生长，使熔覆层组织转变为胞状晶，并且抑制了搭接重熔区的g-CrFeNi晶粒长大，其熔覆层硬度最高达到527 HV，比316L熔覆层提高了132%，与微米SiC 熔覆层相比，其硬度提高100 HV 以上，摩擦系数和磨损量均最小，具有优良的抗磨损性能。

以Ni60+33%Ni/MoS2(质量分数)混合粉末为熔覆材料，在H13钢表面进行了激光熔覆试验，利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等对激光熔覆层的微观组织进行了分析，测试了激光熔覆层的摩擦磨损性能。结果表明，激光熔覆层的组织是在γ-Ni树枝晶和γ-Ni+MoNi4共晶的基体上分布着CrxSy颗粒。激光熔覆过程中原位自生的CrxSy颗粒呈近球状，尺寸在5～20 μm之间，尺寸较大的颗粒多分布于熔覆层的上部，尺寸较小的颗粒多分布于熔覆层的中下部。由于CrxSy的减摩作用，熔覆层的摩擦系数明显低于Ni60熔覆层的摩擦系数，但耐磨性能有所降低。

为了降低黑色金属金刚石切削过程中的刀具磨损, 提高表面加工质量和精度, 对刀具磨损机理进行了研究。通过黑色金属金刚石摩擦磨损试验, 模拟了实际切削过程中的刀具磨损行为; 分别采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)以及拉曼光谱仪(RS)对工件表面形貌、实验前后工件表面化学组分变化以及金刚石磨损表面的晶体结构转变进行了检测, 同时提出了用石墨化程度作为试验过程中评价金刚石磨损的指标。试验结果表明：金刚石的磨损主要与机械力和温度有关, 摩擦速度和工件材料中的含碳量对其影响相对较小; 石墨化磨损、扩散磨损和氧化磨损等磨损机理共存, 其中石墨化为导致金刚石磨损的主要原因。结合红外热像仪测温和热传导理论推算, 近似获得了摩擦界面的真实温度, 且随着温度升高15%, 金刚石石墨化程度显著加剧83%。作者提出, 应当综合考虑热-力耦合作用下的刀具磨损机理, 以便进一步探寻抑制刀具磨损的工艺措施。

针对高洁净的真空环境下终端光学组件内运动机构的润滑问题，采用等离子体浸没离子注入(PIII)技术对复杂形状的零件进行表面改性，通过轴承内外圈表面改性前后的对比实验分析，结果表明，通过对注入元素、剂量和能量的选择，可以大幅度提高材料表面的硬度及耐磨性，并且零件的尺寸精度及表面粗糙度保持性好，充分证明了PIII技术可以在满足颗粒洁净度和有机物洁净度的双重要求条件下，提高运动部件抗摩擦磨损性能，延长微驱动机构的运动精度寿命，是解决终端光学组件中润滑问题的有效途径。

为了改进钛合金的耐磨性能，开发在高温环境、大温度落差条件下使用的具有热应力缓和功能的新型涂层，应用Nd∶YAG激光在钛合金表面制备了钛基梯度功能耐磨涂层，观察了微观组织，分析了生成相，测量了梯度功能耐磨涂层、非梯度功能耐磨涂层和Ti600基体在大气环境室温下的摩擦磨损性能。结果表明，原位合成的TiC球状增强相弥散均匀分布在梯度功能耐磨涂层中，主要呈3种不同的形态，即粗大的或不完整的树枝晶、相对较为细小的等轴晶或近似等轴晶和细小短纤维状；梯度功能耐磨涂层和非梯度功能耐磨涂层表现出较优异的耐磨性能，摩擦系数和磨损率显著降低，平均是Ti600基体的0.3倍~0.5倍。