为了提高石油钻杆材料42CrMo的硬度及耐磨性能, 通过激光熔覆技术制备不同质量分数(0, 0.10, 0.15, 0.20)Fe06+TiC/Mo复合涂层。采用显微硬度仪器、扫描电镜、摩擦磨损试验机进行了显微硬度、耐磨性能、物相组成、磨损行为分析和实验验证, 得到的熔覆层主要由α-Fe、Cr-Fe以及(Fe、Ni)固溶体等相组成。结果表明, Fe06+TiC复合涂层硬度平均约1180 HV0.2, Fe06+Mo复合涂层硬度平均约893 HV0.2; Fe06+TiC复合涂层的磨损量平均约2.97 mg, Fe06熔覆层磨损量为7.8 mg, Fe06+Mo复合涂层的磨损量平均约2.67 mg; Fe06+TiC/Mo复合涂层磨损机理以粘着磨损、磨粒磨损为主, Fe06+0.2TiC熔覆层硬度最高, Fe06+0.2Mo熔覆层耐磨性能最好。该研究为提高42CrMo材料硬度及耐磨性能提供了实践参考。

为提高传统激光熔覆涂层中的组织性能和整体质量，采用空载式超声振动辅助设备制备涂层。在45钢表面制备304L+La2O3涂层，分析研究了熔覆层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明：超声振动产生的空化效应以及声流作用能够使涂层晶粒更加细小，改善组织性能。施加超声后熔覆层硬度平均为758.2 HV，比无超声工艺提高了7.4%，摩擦因数和磨损量分别降低了6.5%和12.9%。

冰磨损是导致水工混凝土损伤的重要因素之一。为探究冰凌作用下天然浮石混凝土的磨损规律，以内蒙古地区的天然浮石为粗骨料，研究浮石骨料体积分数、水胶比、胶凝材料硬度对冰磨损天然浮石混凝土的影响规律，分析了不同因素对天然浮石混凝土磨损量影响的显著性，运用超景深显微镜对冰磨损下天然浮石混凝土的表观形貌进行观测。结果表明：冰磨损天然浮石混凝土磨损量随浮石骨料体积分数和水胶比的增加而增加，随胶凝材料硬度的增加而降低；浮石骨料体积分数和水胶比对天然浮石混凝土磨损量的影响较为显著；在切削磨损和疲劳磨损的共同作用下天然浮石混凝土表层材料脱落，磨损表面孔壁被破坏，孔洞增大。

主要研究了磨损速率对NM360激光熔覆铁基合金后的表面耐磨性的影响。利用销盘摩擦磨损试验机测量了不同转速下, 摩擦副的摩擦系数, 磨损率的变化情况; 然后分别用电子显微镜和扫描电镜进行磨损形貌和磨损机理的分析。结果表明, 随着转速提高, 试样表面的平均摩擦系数降低, 磨损率增加, 磨损面磨损程度增加, 磨损机理表现为: 当转速为800 r/min～1 200 r/min时, 磨损机理主要表现为磨粒磨损; 当转速为1 600 r/min～2 000 r/min时磨损机理主要为粘着磨损。

针对轧机齿面边界润滑磨损失效、堆焊修复性能低的问题, 在齿轮常用钢(20CrNi2Mo)表面激光熔覆制备自润滑耐磨涂层。研究了自润滑耐磨涂层设计可行性、粉末成分对熔覆层摩擦系数、磨损量的影响。在CFT-1型摩擦磨损试验机对熔覆层、基体及堆焊层进行干摩擦滑动磨损试验, 检测摩擦系数及磨损量。结果表明, 各激光熔覆层磨损量均小于堆焊层, 涂层设计可行; MoS2的加入显著提高了涂层耐磨性, 最小磨损涂层C1磨损量为4.38×10-3mm3, 相对耐磨性分别是基体和A2涂层的17.35倍和1.68倍; 添加润滑相MoS2的C1摩擦系数相对纯铁基的A1涂层提升了66.7%。

为了提升关节轴承寿命试验机在线磨损量检测的精度, 以自制的关节轴承寿命试验机为研究对象, 对寿命试验机磨损量检测系统进行了分析和建模。介绍了关节轴承磨损量在线检测原理, 分析了影响磨损量检测精度的误差因素。然后以多体系统运动学理论为基础, 建立了关节轴承寿命试验机磨损量检测系统综合误差模型。通过实验检测得到磨损量检测系统由于载荷变化而产生的磨损量检测误差(简称载荷误差), 并依据上述实验参数, 采用有限元仿真的方法对载荷误差实验工况下的综合误差模型进行了验证。实验与计算结果表明, 实验值与计算值最大相差0.028 mm, 除基准值外两者最小误差为0.012 mm。计算值与实验值较为接近, 验证了此工况条件下多体综合误差模型的正确性。

分别采用超声磨削和普通磨削加工方法加工了几种脆性光学材料，研究了几种主要工艺参数对工件加工表面粗糙度的影响。结果表明，超声频率和振幅、金刚石磨料粒度、切深、工具的横向进给速度和旋转速度等工艺参数对表面粗糙度的影响较大。通过比较发现，超声磨削方法比普通磨削方法具有更好的加工表面粗糙度，更高的材料去除率，以及更低的工具磨损量。