机械密封是旋转机械中必不可少的轴封装置,以其密封性能好、使用寿命长、功率损耗低等特点而广泛应用于石油、化工、冶金、原子能和航空等工业领域。以干气密封、上游泵送密封和微织构端面机械密封为代表的非接触式机械密封技术,通过在密封端面上加工微织构或螺旋微槽,可以有效地改善机械密封的各项性能。然而,对于机械密封的常用材料碳化硅而言,现有的微细加工技术在加工端面微结构时存在明显的局限和不足,在一定程度上限制了表面织构技术在机械密封端面的工程应用和相关研发。针对以上问题,本文在微磨料多相射流加工工艺的研究基础上,探索了提高碳化硅表面织构加工效率和加工质量的微磨料多相射流加工技术,并对加工装置、加工流程和加工工艺参数进行了优化设计和实验研究,主要完成了以下几个方面的内容:1、对微磨料多相射流加工装置进行了优化设计,依次完成了加工装置的总体方案设计、喷嘴设计、加工动平台设计和喷嘴喷射角度控制装置设计。设计出的微磨料多相射流加工装置结构简单、维护方便、可靠性高,可以在较低的压强条件下通过压缩空气将微磨料悬浊液加速并形成持续、稳定的多相射流,具备在碳化硅圆环表面加工微织构的能力。2、确定了微磨料多相射流的加工流程,通过使用掩膜对无需加工的工件表面进行保护,可以在碳化硅表面加工出具有特定位置、形状和尺寸的微结构。首先研究了激光加工不锈钢薄板的掩膜制作方法,随后在选定微磨料、加工进给方案和喷射距离的基础上,明确了具体加工流程和注意事项。3、分别以绿碳化硅和人造金刚石为微磨料,探索了两种不同微磨料多相射流在碳化硅表面加工微槽的加工效果,以微槽深度和微槽底面粗糙度作为加工效果的评价指标,系统研究了喷射距离、喷射压强、微磨料浓度、微磨料目数和喷射角度对加工效果的影响,并对两种不同微磨料的加工机理和加工效果进行了对比。4、针对绿碳化硅微磨料多相射流加工碳化硅时效率低、加工一致性差、加工区域易出现残留的未加工凸台等现象,提出了适当减小喷射角度的绿碳化硅微磨料多相射流加工工艺和优化的金刚石微磨料多相射流加工工艺,可以有效提高碳化硅表面微槽的加工效率和加工质量。5、实验结果表明,在相同加工条件下,金刚石微磨料多相射流的加工效率比绿碳化硅微磨料多相射流提高了约150倍,而底面粗糙度只有后者的40%,具有较强的工程应用价值。