近年来我国的水泥产业发展十分迅速，水泥产量和需求量日益增加。高压辊磨机是水泥生产过程中的重要设备，而高压辊磨机的核心部件就是用于挤压和粉磨水泥熟料的磨辊。磨辊在工作过程中承受着巨大的压力和物料的磨损，长期的使用过程中其表面会受到严重的磨损。因此提高磨辊的使用寿命对于降低水泥生产成本、提高水泥生产效率都有着重要的意义。实际生产中常用的提高磨辊寿命的方法是在磨辊表面堆焊一层耐磨材料，但是由于这类碾磨件的工作环境极其恶劣，使部件的使用寿命提高的同时成本也大为提高。并且大型部件在冲击磨损条件下，由于材料韧性不足而导致的耐磨层的断裂和大片脱离等问题始终无法很好的解决。生物体在亿万年得进化过程中形成了具有特殊功能的体表形状。通过对蜣螂，穿山甲等土壤生物的体表观察发现他们的体表都是非光滑的。而进一步的研究证明这种非光滑的表面给生物体提供了良好的耐磨性、耐热疲劳性、脱附性等一系列良好的性质。本课题组采用激光制备技术将仿生理论应用于模具刚、刹车制动盘等材料上，取得了良好的效果。因此本论文将仿生非光滑理论应用于磨辊。采用堆焊的方法对磨辊进行表面处理，制备出仿生非光滑磨辊，并且对其磨料磨损性能进行研究。本实验研究了不同单元体形态，不同单元体成分，以及不同磨料尺寸对仿生非光滑磨辊磨料磨损性能的影响。并在此基础上提出了仿生非光滑磨辊的磨料磨损机理。研究结果表明，由于母材稀释率的不同，不同形态的单元体的组织也不相同。直径为10mm、14mm、18mm的点状单元体组织分别为亚共晶、共晶和过共晶高铬铸铁组织。而条状、网状和全堆焊试样的组织也都是过共晶高铬铸铁组织。磨损试验结果显示，条状，网状单元体形态的仿生非光滑试样的磨损性能劣于光滑全堆焊试样，而点状仿生非光滑试样的磨损性能都优于光滑堆焊试样。其中直径为18mm的点状非光滑试样的耐磨性最好，其耐磨失重量比光滑堆焊试样减少了33%，而比光滑未处理试样减少了约68%。这是由于硬质的堆焊仿生单元体有效的保护了较软的基体，而韧性较好的基体又可以极大的缓解堆焊仿生单元体的应力集中。软硬相间的结构使得材料的磨损性能极大的提高。随着Nb元素的加入，单元体组织中有NbC生成，且组织中的碳化物变得细小且分散。单元体的硬度也得到相应提高。其中使用Nb含量为6%的焊丝制成的仿生非光滑试样的耐磨性最优。其磨损失重量比光滑堆焊试样减少了49%.使用含Ti，W的焊丝制备的仿生非光滑试样的单元体中有TiC和W6C生成。其中含Ti的单元体硬度较高，达到900Hv。其耐磨性也最好。而含W的单元体硬度较低，耐磨性也相对较差。使用较大尺寸磨料时，单元体能够有效保护基体组织，使磨损量降低。