铁基粉末冶金材料由于其具有良好的自润滑性能,因而广泛应用于滑动轴承和发动机轴套等摩擦副零部件中。然而随着科学技术的发展,铁基粉末冶金材料的自润滑性能不足以满足高温、高载等复杂工况条件的要求,因此改善铁基粉末冶金材料表面的减摩耐磨性能是成为工业生产中亟待解决问题。为此本文对铁基粉末冶金材料表面开展低温化学渗硫进行了相关研究,对配方组元和工艺参数进行了优化设计,对铁基粉末冶金材料表面的渗硫层物相组成进行了分析,并进行了渗硫层摩擦磨损试验,明晰了渗硫层的减摩耐磨机理。首先使用初始试验配方对铁基粉末冶金材料表面进行低温化学渗硫,以摩擦磨损试验后的摩擦系数和磨痕深度为依据,通过控制变量法对渗剂配方进行了优化设计,分析了渗硫温度、渗硫时间、渗硫前酸洗活化时间和基体表面粗糙度等渗硫工艺参数对渗硫层摩擦磨损性能产生的影响。开展了不同润滑条件、不同载荷和不同转速等工况条件下的摩擦磨损性能研究,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等微观设备分析了渗硫层的形貌、结构、物相组成、元素分布情况以及摩擦磨损试验后的磨痕形貌和磨痕表面组成,分析研究渗硫层的减摩耐磨机理。研究表明,试验配方和工艺条件对渗硫层的磨擦磨损性能有着重要的影响,在优化后的配方和工艺条件下,铁基粉末冶金材料表面渗硫可以明显改善其减摩耐磨性能。在油润滑条件下由于有润滑油的作用,渗硫层能充分发挥液固协同润滑,比干摩擦条件下减摩耐磨效果要好;渗硫层在相对较低的载荷下渗硫层发挥了较好的减摩耐磨性能,但当载荷超过渗硫层的承载能力时,渗硫层会很快失效,磨损很严重;适当的增加摩擦速度有助于渗硫层和上试样之间润滑油膜的形成,提高渗硫试样的减磨耐磨性能,但如果转速太高会对油膜产生破坏,不利于润滑油膜的稳定,加剧渗硫试样的磨损。