防滑涂层具有良好的耐磨性能,能有效地增强人员与设备的安全性,在海洋石油钻机、钻采平台等海洋构筑物上得到了广泛的应用。但是,由于这些装备的服役环境极其苛刻,一般的单层结构防滑涂层在满足防滑、耐磨要求的同时,耐蚀性能往往又得不到保证,涂层的耐久性很差,给人员和装备的安全埋下巨大的隐患。因此,研发兼具优异的耐磨和耐蚀性能的海洋环境用防滑涂层,可为海洋油气装备与工作人员的安全提供强大的技术支持和条件保障,具有重要的科学意义和实际应用价值。本文在查阅文献和预实验的基础上,确定选用耐蚀底层加防滑面层的双层结构金属基复合涂层体系。利用低压冷喷涂技术在Q235碳钢上制备了Ni-Zn-Al2O3耐蚀底层,利用火焰喷涂和超音速等离子喷涂技术在耐蚀底层上制备了陶瓷相增强的NiCr-Cr3C2防滑面层,采用SEM、EDS、XRD等方法对复合涂层的组成与显微组织进行了表征,并通过摩擦磨损实验、电化学测试和盐雾实验对涂层的磨损和腐蚀行为进行了研究,进而探讨了金属基复合防滑涂层在海洋环境中的失效行为及其机理。干摩擦磨损实验结果表明,超音速等离子喷涂NiCr-Cr3C2粗粉末涂层和火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层的摩擦系数均已达到美军标MIL-PRF-24667C的标准,表现出了良好的摩擦性能。NiCr-Cr3C2涂层的干摩擦磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损。电化学测试和盐雾实验结果表明,超音速等离子技术制备的NiCr-Cr3C2涂层耐蚀性较差,主要是由于面层/底层界面以及底层/基体界面发生了腐蚀造成的。冷喷涂Ni-Zn-Al2O3涂层和火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层则表现出良好的耐腐蚀性能。盐雾腐蚀后的摩擦磨损实验结果表明,超音速等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层盐雾腐蚀后的摩擦系数比干摩擦系数明显降低,磨损失重量明显增多,源于腐蚀加速了涂层摩擦学性能的恶化。火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层盐雾腐蚀后的摩擦系数略低于干摩擦系数,但其磨损失重量比干摩擦下的明显降低,这是因为涂层表面生成的致密腐蚀产物Zn(OH)2起到了一定的减磨、润滑作用。涂层在盐雾腐蚀后的磨损机制主要为腐蚀疲劳磨损。因此,本文研制的Ni-Zn-Al2O3耐蚀底层加NiCr-Cr3C2耐磨面层的复合防滑涂层兼具良好的耐蚀和耐磨性能,可满足海洋环境服役的使用要求。