近年来,粉末冶金零件以其近终成形、成本低、效率高的优势在汽车、机械等方面获得了广泛应用。但是由于粉末冶金件材料本身具有一定孔隙,这严重影响了粉末冶金零件的强度,使其在某些重载工况中达不到要求,因而也大大限制了粉末冶金零件的应用范围。由此,消除孔隙,改善组织结构,提高材料综合力学性能成为粉末冶金件的强化目标。本论文将塑性成形与表面强化技术结合起来,对粉末冶金零件进行表面滚压强化,研究粉冶件在表面滚压过程中的塑性变形与致密强化规律,揭示粉末冶金表面滚压强化技术更适于高承载要求的粉末冶金零件的加工,在提高表面强度和降低成本上具有很大的潜能和发展前景。基于粉末冶金材料的塑性理论,本论文采用Shima-Oyane本构模型,运用MSC.Marc对粉末冶金件的表面滚压过程进行有限元模拟。通过理论分析和物理实验获得了粉末冶金件材料的塑性本构关系,从而正确建立了有限元模型,分析了粉末冶金材料在滚压强化过程中相对密度、应力应变的分布规律,即致密强化主要发生在零件表面,随进给量的增加,表面相对密度增大。同时,还对孔隙在滚压中的变形过程和受力情况进行了有限元模拟分析,进一步说明了孔隙在滚压力作用下的致密化规律,从而显示出表面滚压工艺对于致密孔隙,提高表面强度的重要作用。本论文运用物理实验方法,对铁基粉末冶金件进行表面滚压实验,通过比较分析滚压前后材料的表面物理、力学性能,揭示了表面滚压过程中粉末冶金材料的变形与致密化规律,即表面滚压产生的塑性变形能有效致密零件表面区的孔隙,而保持心部密度基本不变。实验结果还显示了表面硬度也相应有所提高,金相组织也有细化的趋势。本论文还通过物理实验研究了不同工艺参数对粉末冶金材料塑性变形与强化效果的影响与变化规律,包括滚压转速、进给量和摩擦条件等,为优化粉末冶金件的表面滚压工艺参数提供了一定的理论依据。论文所得到的研究结论对于拓展和深化粉末冶金材料精密塑性成形理论,促进粉末冶金表面滚压强化技术的应用和计算机数值模拟优化技术的发展具有重要意义。