材料表面应力状态对材料的冲蚀磨损行为起着重要作用。本文利用有限元方法探讨了冲蚀角度、冲蚀速度、磨料粒径对微晶玻璃涂层冲蚀应力的影响, 利用常温冲蚀试验机对微晶玻璃涂层在不同冲蚀角度下的体积磨损率进行了测定。结果表明, 随冲蚀角度、冲蚀速度、磨料粒径增大, 涂层的冲蚀应力均逐渐增大。在相同的冲蚀角度和冲蚀速度条件下, 磨料粒径对涂层冲蚀应力的提升效果显著。微晶玻璃涂层冲蚀磨损率随冲蚀角度的增大而增加, 其变化规律与冲蚀应力变化趋势基本一致, 从而验证了有限元应力模拟的可靠性。

利用激光重熔加工得到非晶相Fe基合金涂层, 对涂层显微组织进行了表征, 并对重熔涂层进行了耐蚀性以抗冲蚀能力进行了表征。研究结果表明：经过重熔处理涂层组织出现了晶化情况, 随着重熔功率的上升, 形成了更加明显的晶化峰。对涂层实施激光重熔处理可以消除大部分的层状组织, 使合金达到更致密的状态。对基底喷涂层实施激光重熔处理会引起硬度的显著减小, 随着激光功率逐渐增大, 重熔Fe-Cr涂层发生了硬度下降的变化趋势。重熔Fe-Cr涂层则表现为硬度逐渐以阶梯形式减小。采用激光重熔工艺可以使涂层形成更致密的涂层, 更好地抵抗90°冲击作用。冲蚀涂层微观形貌中产生了许多裂纹、凹坑并生成了许多犁沟。以90°冲角对涂层进行冲蚀后形成了更加无序的微切削组织形态。

为了研究固液两相磨粒流对伺服阀阀芯喷嘴的研抛性能, 从冲蚀磨损的角度对比分析了不同磨粒硬度下的磨粒流研抛效果。利用计算流体力学方法, 求解分析了磨粒流研抛伺服阀阀芯喷嘴时流场中的冲蚀磨损特性, 采用电子显微镜以及扫描电镜仪检测伺服阀阀芯喷嘴零件经磨粒流研抛前后的表面粗糙度和表面形貌。实验结果表明: 采用碳化硅磨粒和白刚玉磨粒加工后的伺服阀阀芯喷嘴主干通道、交叉孔以及小孔区域的粗糙度分别由1.1 μm、0.823 μm、0.743 μm降低为0.735 μm、0.721 μm、0.571 μm和1 μm、0.747 μm、0.696 μm。在本试验中碳化硅磨粒的加工效果优于白刚玉磨粒, 即具有高磨粒硬度的磨粒研抛效果好。检测结果显示, 磨粒流研抛技术可有效改善伺服阀阀芯喷嘴的表面质量; 提高磨粒硬度可提高磨粒流的研抛效果; 伺服阀阀芯喷嘴的交叉孔以及小孔区域的表面质量要高于主干通道的表面质量。

以常规和纳米团聚体Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷粉末为原料，采用等离子喷涂和等离子喷涂-激光重熔复合工艺在TiAl合金表面制备了常规和纳米结构陶瓷涂层，分析了粉末结构及制备工艺对涂层抗冲蚀性能的影响，并探讨了各种涂层的冲蚀破坏机理。结果表明：相对于等离子喷涂试样，激光重熔涂层有较好的抗冲蚀性能。在同等条件下，纳米结构涂层的抗冲蚀性能优于常规涂层。常规陶瓷涂层表现为典型的脆性冲蚀特性，纳米结构陶瓷涂层呈明显的脆性冲蚀特性，同时有一定程度的塑性冲蚀特征。等离子喷涂层的冲蚀磨损以片层状脱落为主，同时有一定程度的脆性陶瓷颗粒破碎；而激光重熔试样以近表面的裂纹萌生和扩展，最终导致重熔层晶粒破碎、剥离为主。

以钛合金为基体,Al₂O₃+13%TiO₂(质量分数)为喷涂粉末,运用激光熔覆等离子体喷涂工艺制备陶瓷涂层。采用喷砂式冲蚀试验机进行冲蚀磨损实验。采用三维视屏显微镜研究涂层磨损表面形貌。并利用X射线衍射仪(XRD)对激光熔覆前后涂层的成分进行了分析。结果表明,激光熔覆过程中,陶瓷涂层成分均一致密化,使涂层的抗冲蚀性能提高;结果也同时阐述了随着冲蚀角的增加,激光熔覆陶瓷涂层冲蚀量超过等离子体涂层的原因,提出了陶瓷涂层冲蚀涂层的经验关联式。

采用激光熔覆技术在45#钢表面分别制备了Ni60A涂层及SiC/Ni60A复合涂层。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对涂层进行了显微组织和物相分析, 并测试了熔覆层的显微硬度和耐冲蚀磨损性能。结果表明, 在激光作用下, SiC由于具有较小的生成热容易溶解在合金涂层中。熔覆层的物相主要由γ(Ni-Cr-Fe)固溶体及Fe7C3 , Fe0.79C0.12Si0.09等化合物组成。在固溶强化、第二相强化及细晶强化的共同作用下, SiC/Ni60A涂层的抗冲蚀性能显著提高, 涂层的显微硬度也明显增加。