机械密封是解决旋转机械动密封泄漏问题的重要方法,其中密封端面的使用寿命和可靠性直接影响其安全性和稳定性。当今,机械密封的一个主要研究方向是在泄漏量达标的情况下,寻找解决密封端面之间摩擦磨损问题的方法,最终实现高使用寿命的目的。普通机械密封的密封端面是直接相互接触的,存在着严重的磨损、散热不足等问题,限值了其使用和发展。大量研究发现:在摩擦副端面上加工出的阵列表面织构,包括气膜密封技术、液膜密封技术和端面微织构密封技术为代表的机械密封新技术,可以达到减小摩擦、易于散热和存储润滑等效果。然而,许多机械密封材料,包括硬质合金和碳化硅等脆性材料,使用常规方法难于加工。本文优化和改进了微磨料气射流加工技术,允许各种混合磨料浆液进入喷嘴混合室,替代了通常的空气和干磨料,即一种基于气-液-固混合的微磨料多相射流加工技术,用于加工机械密封端面微结构。1、教研室设计的第一代加工装置由于加工平台与磨料罐分离,导致磨料无法循环使用。经过合二为一的改造设计后,使得金刚石等贵重磨料能连续循环使用,大大降低了加工成本;并设计了一套针对机械密封圈的通用夹具,能适用于不同直径大小的密封环,便于一次性装夹。2、考虑到空气驱动射流的高度散度和不同织构尺寸的加工要求,探索了激光加工304不锈钢掩膜的制作工艺。随后通过实验研究了该磨料混合射流加工的基本参数以及掩膜几何尺寸对结霜区域、沟槽宽度和沟槽深度的影响。最后掩模和工件之间的蜡层能有效阻止颗粒进入缝隙产生杂散腐蚀,结霜区比用夹紧面罩加工的沟槽要窄很多。3、选择常见的密封端面材料硬质合金(YG6),在其表面进行微流道的加工,探索了喷嘴移动速度、喷嘴进给量、射流目标距离、供气压力、微磨料质量分数和喷射角度等工艺参数对微沟槽加工效果的影响,着重在射流角度的基础上分析了其加工机理,并在小角度侵蚀条件下加工出了高质量底面的微沟槽。