齿轮是机械传动装置的重要组成部分,在自动化、汽车、航天航空等诸多领域得到了广泛的使用和发展,常被应用于高速、重载、高温等特殊工况,这也对齿轮性能提出了更高的要求。齿面磨损是齿轮的主要失效形式之一,而改善齿轮表面摩擦磨损性能是提高齿轮传动性能的有效途径之一。研究表明可从提高材料表面硬度和引入润滑介质两个方面来提高齿轮的表面摩擦磨损性能。Mo是一种重要的钢强化元素,热扩散渗钼（Mo）是钢材化学表面改性方式之一,Mo基渗层具备硬度高、熔点高、耐磨性能良好等特点。相比较于传统的液体润滑剂,固体润滑剂具有更好的自润滑作用和应用前景。本文以齿轮材料40Cr钢作为基体材料,分别在材料表面制备了Mo渗层和硫化物固体润滑涂层,主要工作如下:（1）以感应炉和箱式炉为加热源,采用粉末包埋扩渗法在40Cr钢表面制备了Mo渗层。采用场发射电子显微镜和X射线衍射仪对不同温度（1000～1300℃）下感应加热渗Mo样的微观组织、化学元素分布、物相进行了表征;对感应加热渗Mo微观结构的演变机理进行了阐释;实验研究了渗Mo样的界面显微硬度及摩擦性能。（2）采用双层辉光离子渗硫（S）技术在不同温度（220～300℃）下对40Cr材料表面进行了固体润滑涂层制备,实验研究了温度对涂层厚度、微观形貌和润滑性能的影响。（3）将感应加热扩散渗Mo样分别进行了复合化学渗S和双层辉光离子渗S工艺,探索制备软-硬梯度涂层制备工艺,以获得Mo渗层-硫化物固体润滑复合涂层。表征了涂层的成分组织变化,实验研究了其表面摩擦性能。通过对实验结果的分析,得出如下结论:（1）感应炉比箱式炉加热扩散渗Mo效率更高,采用感应加热在不同温度（1000～1300℃）下形成了30～70μm厚的Mo渗层,随着保温温度的升高,感应加热Mo渗层厚度整体呈上升趋势。渗层主要由Mo渗层、过渡层、受影响层组成,Mo渗层主要由Fe-Mo固溶体（Fe-Mo SS）和碳化物相组成,过渡层由合金珠光体组成,受影响层为贫碳区。（2）Mo渗层硬度远高于基体,渗Mo样的摩擦系数和磨损质量均低于原始试样,渗Mo处理可以明显改善40Cr钢的表面摩擦性能。（3）双层辉光离子渗S技术在220～300℃温度范围可以在40Cr钢表面成功制备出1.76～33.16μm厚的硫化物层,涂层由FeS,Fe1-xS,FeS2的纳微米球状颗粒结构组成,较高离子渗S温度会造成FeS2含量的增加,限制层状硫化物发挥其润滑性能。（4）复合感应加热渗Mo工艺和渗S工艺在40Cr基体表面可成功制备具有软-硬梯度特性的Mo渗层-硫化物固体润滑涂层。（5）Mo渗层-硫化物固体润滑涂层试样的磨损质量和摩擦系数均小于原始试样,复合涂层试样表面具有一定的润滑作用,改善了40Cr钢的表面摩擦性能。