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涂层作为一种改善材料性能的有效手段在工程中得到了广泛的应用,特别是固体润滑涂层其优异的减摩、耐磨性能能够有效地提高材料的耐磨性和使用寿命。本文运用双靶磁控溅射技术,将软质相的WS2靶与硬质相的TiB2靶共溅射制备出WS2/TiB2固体自润滑复合涂层。通过运用EDAX、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)对不同W含量的复合涂层的结构进行了表征；运用纳米压痕、维氏压痕、划痕仪对涂层的硬度和韧性进行了表征；运用UMT-3对不同载荷(2N、5N、10N)和相同载荷不同湿度(30%、50%、70%)下复合涂层的摩擦磨损性能进行了表征；根据上述表征研究了制备参数与结构、结构与性能间的关系。研究表明：1.涂层随着润滑相的增多发生了由晶体到非晶体的转变。WS2含量适量时,复合涂层中WS2、TiB2两相同时存在。且随着W含量的增加(0<x≤13.4%)TiB2的(001)、(002)衍射峰强度逐渐减弱,半高宽变宽,衍射峰向大角度偏移。对应的SEM生长结构为柱状晶被抑制,晶界变得模糊。WS2含量过量时(x≥13.9%),样品为非晶状。截面形貌呈无明显特征的非晶状。2.纯TiB2涂层的硬度为43GPa,加入软质润滑相(WS2)会导致涂层硬度降低。当WS2加入量过多时(W含量≥13.9%)涂层硬度下降较快。高温300℃C-下制备的涂层硬度有所提升,所制备的复合涂层硬度均>25GPa。3.通过压痕测试及形貌分析得出,随着第二相的引入,涂层韧性得到了很大幅度的提高。4.适量WS2加入(0<x≤13.4%)的样品(S2、S3、S4)在干摩擦条件2N下具有较低的摩擦系数,摩擦过程稳定,明显优于未添加润滑相的TiB2涂层和未沉积任何防护涂层的M2钢基底。对湿度的适应性较强,在相对湿度从30%、50%甚至增加到70%,摩擦系数几乎保持不变,甚至略小于低湿度下的摩擦系数。在相对湿度为70%的摩擦工况下在载荷为2N和5N时均表现出较好的适应能力,但当载荷增加至10N时则快速失效。涂层获得了较低的磨损率,达到10-16m3/N m。并且磨道内部光滑,有少量卷轴状磨屑堆积。5.过量WS2加入(W含量≥13.9%)的样品(S5、S6)涂层在摩擦过程中快速失效,磨道内部出现犁沟状严重剥离痕迹,磨屑呈片状团聚在一起,失效后磨道为非笔直的剥离状。