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摩擦磨损造成的损失巨大,汽车发动机因摩擦而损失约30%的功率,其中缸套-活塞环摩擦副间的摩擦损失占了发动机总摩擦损失的19%,而磨损导致活塞环-缸套配副频繁更换,损失严重。本文改变活塞环表面结构以期改善表面润滑状态,并引入耐磨润滑涂层,协同作用改善活塞环表面摩擦学性能。采用Nd：YAG脉冲激光器在合金铸铁及表面镀铬活塞环外圆面进行微造型化处理,获得直径分别为125μm、150μm、200μm,深度分别为25μm、40μm、55μm,密度为2.1%～11.04%的微造型阵列。模拟实际活塞环-缸套往复运动状态,在自制往复摩擦磨损试验机上测试微造型化活塞环的摩擦学性能,并对微造型参数进行优化。采用电镀方法在铸铁活塞环外圆面镀覆厚约40μm的铬层再进行激光表面微造型处理。在微造型化合金铸铁活塞环表面进行化学镀银,获得微造型内储存银、表面覆盖厚约60μm银镀层的复合涂层。用光学金相显微镜、扫描电镜观察镀层表面及截面形貌：用X射线衍射仪和能谱仪(EDS)对镀层进行物相和成分分析。测试镀层／微造型协同作用配副的摩擦学性能,并采用扫描电镜以及金相显微镜观察磨痕形貌。实验表明：合金铸铁活塞环表面微造型化处理改善了配副的摩擦学性能。油润滑条件下,微造型化处理使摩擦系数降低15%～40%,磨损率降低50%左右,磨损寿命提高2倍。微造型化存在最佳参数使配副摩擦学性能最好：低载(50N,100N)作用下,最佳直径为150μm,最佳深度为35μm；高载(200N)作用下,最佳直径为200μm,最佳深度为50μm；各载荷下,最佳密度为4.9%。活塞环表面镀铬／表面微造型协同作用使摩擦副的摩擦系数降低了20%,磨损率降低了两个数量级；优化镀铬／微造型化参数表明油润滑条件下微造型密度为4.9%的配副摩擦学性能最好。活塞环表面化学镀银后,摩擦系数降低20%～50%,磨损率升高一个数量级。微造型化／镀银使活塞环的摩擦系数进一步降低16%～33%,磨损率降低14%～60%,磨损寿命提高3倍以上。活塞环表面微造型技术／涂层复合改性与微造型和涂层分别单独作用相比,改善活塞环-缸套配副的摩擦学性能效果更好。