摩擦磨損是自然界的一種普遍現(xiàn)象。摩擦是兩配合表面之間由于微區(qū)接觸而產(chǎn)生的原子或分子間的相互作用所引起的阻礙其相對運動的現(xiàn)象；而磨損是指兩配合表面的物質(zhì)由于相對運動而不斷損失的現(xiàn)象。只要存在物體表面間的相對運動就必然會出現(xiàn)摩擦，有摩擦就必然伴隨著磨損，可產(chǎn)生磨損的工作條件包括滑動、微振、沖擊、擦傷、侵蝕等。但由于磨損原因的復雜性和磨損類型的不確定性，在進行耐磨涂層選擇時，必須分析清楚零部件的工作環(huán)境。采用熱噴涂技術可以增大軟基體或已經(jīng)發(fā)生磨損的基體的耐磨損性能。
一般來說，與同類材料的鑄造或鍛造結(jié)構(gòu)相比，熱噴涂涂層結(jié)構(gòu)具有更高的耐磨性能。這是由于在熱噴涂過程中粒子經(jīng)受高速淬火以后，形成了具有一定孔隙的特殊結(jié)構(gòu)，在金屬涂層中，變形粒子周圍還會形成少量氧化物。涂層所具有的微觀孔隙結(jié)構(gòu)不僅有利于零件表面潤滑膜的保持，而且能夠容納磨損產(chǎn)生的碎屑，對提高零件表面的耐磨性能有利。
根據(jù)摩擦表面的磨損過程及其破壞機理，可將磨損分為磨料磨損、粘著磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損、微動磨損、沖蝕磨損和高溫磨損，高溫磨損實質(zhì)上是粘著磨損和磨料磨損的綜合。
對耐磨涂層的要求取決于耐磨涂層與基體材料的力學匹配性、化學匹配性、施加載荷的方向和大小以及涂層本身的性能。根據(jù)耐磨涂層的應用不同，涂層硬度、化學穩(wěn)定性、涂層屈服強度、抗裂紋生核與長大的能力等因素都影響涂層的耐磨性能。
對耐磨涂層的要求就是確保涂層與基體有足夠的結(jié)合強度，為此，基體材料與涂層材料的選擇與設計應以確保涂層牢固結(jié)合為前提。
1) 基體應無變形。當耐磨涂層用于高負荷工況時，基體應有足夠的硬度和屈服強度，以支承涂層不發(fā)生變形。
2) 涂層與基體材料的彈性模量匹配性。 在彈性應變情況下，如果涂層與基體的彈性模量不匹配，在負載時就會在涂層與基體的界面處產(chǎn)生陡變式的應力。若涂層的剛性大于基體，涂層中的應力就會增大。隨著載荷和涂層與基體的彈性模量差別增大，應力增大 。
3)涂層與基體材料的剛性匹配。要使硬質(zhì)耐磨涂層具有較長的使用壽命，涂層與基體材料的剛性應有合理的匹配。如果在剛性小的基體材料上沉積剛性高的涂層。由于剛性不匹配，就會使涂層中的拉應力增大，導致在涂層中形成裂紋并波及到基體，從而引起涂層發(fā)生早期破壞。
4)熱膨脹系數(shù)的匹配性。如果涂層與基體材料的熱膨脹系數(shù)不匹配，就會因體積變化而產(chǎn)生應力。通常，涂層與基體相比是很薄的，因此，基體的熱膨脹基本上不受涂層熱膨脹的影響，而涂層的熱膨脹則強烈的受到基體熱膨脹的影響。涂層與基體由于熱膨脹不匹配而產(chǎn)生的熱應力基本上都集中在涂層中。熱膨脹系數(shù)差別越大，涂層中的應力就會越大，產(chǎn)生裂紋甚至剝落的傾向性就越大。這就是許多耐磨涂層尚未遭受嚴重磨損就發(fā)生過早剝落失效的主要原因之一。
5) 涂層與基體材料之間的親和力。涂層與基體之間的親和力即化學結(jié)合能力直接影響涂層與基體之間的結(jié)合強度。通常，一種化合物在另一種化合物中的固溶度低時，它們之間的結(jié)合強度也弱。只有當涂層與基體之間具有大的化學親和力而又不會產(chǎn)生脆性界面相時，涂層與基體的結(jié)合強度才大，才能充分發(fā)揮耐磨涂層的作用。
