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石油工业深井钻机中的盘式刹车在繁重工况下长期周期性制动，其制动性能和使用寿命亟待改善和提高，其中的刹车盘尺寸大，而且大都采用昂贵的整体金属材料，成本较高。因此刹车盘采用表面工程技术既可改善表面性能又能降低成本。本文采用无压浸渍工艺在45钢基体表面制备了锰白铜合金-W2C复合涂层和锰白铜合金-Ni包覆Al2O3复合涂层，对涂层在干滑动条件下的摩擦学性能及机理进行了研究，并对两种涂层的摩擦磨损特性进行了对比研究。结果表明，两种涂层缺陷少、质量好，涂层中增强颗粒与锰白铜合金胎体、涂层与45钢基体均形成了良好的界面结合。在中低比压及转速下，锰白铜合金-W2C复合涂层的摩擦特性不够稳定，发现该涂层的摩擦系数在给定试验条件下具有周期性变化的特点，对其原因进行了研究，并提出了基于硬质颗粒．表面膜的物理模型；在高比压及高转速下，该涂层具有高而稳定的摩擦系数。涂层的磨损过程是W2C颗粒疲劳剥落和摩擦表面表面膜的生成、长大、破裂、剥落、再生的动态磨损过程，也是磨粒磨损、疲劳磨损、粘着磨损、塑性变形和氧化磨损等磨损机制共同作用的结果。而锰白铜合金-Ni包覆Al2O3复合涂层具有高而稳定的摩擦系数，摩擦特性较锰白铜合金-W2C复合涂层优异；此涂层的磨损过程是磨粒磨损、粘着磨损、氧化磨损综合作用的结果，并伴随着表面膜的生成、扩展与剥落。两种涂层的耐磨性都优于目前钻机刹车盘用16Mn钢材料，且对对偶件的磨损也较少，而锰白铜合金-W2C复合涂层的耐磨性最为优异。