柱塞泵广泛地应用在液压动力系统中,核心部件柱塞的防护至关重要。在含有大量腐蚀介质和生物的海洋工作环境中,柱塞外表面与柱塞缸内壁之间组成的摩擦副会造成严重的摩擦磨损,同时柱塞外表面会发生电化学腐蚀以及生物污损,这会造成柱塞的损坏和柱塞泵内液体的漏失,影响柱塞工作效率和使用寿命。基于阅读大量相关的防腐耐磨涂层和表面加工方式的文献,最终确定采用冷喷涂技术制备Zn65Al15Mg5ZnO15和Zn45Al35Mg5ZnO15两种复合涂层。从分析涂层原料金属粉末颗粒的物理特性入手,发现金属粉末颗粒机械混合均匀且球形度高,这样更有利于冷喷涂涂层的沉积。利用冷喷涂技术制备Zn65Al15Mg5ZnO15和Zn45Al35Mg5ZnO15两种复合涂层样品,并测定了涂层的厚度、硬度等物理特性。使用扫描电子显微镜(SEM)对涂层的微观组织形貌进行观察分析,并且使用能量色散光谱图(EDS)表征复合涂层的元素。发现冷喷涂制备的复合涂层组织形貌致密没有孔洞和裂缝,粉末涂料混合均匀。两种复合涂层耐腐蚀特性通过中性盐雾试验(NSS)和电化学工作站试验分析,数据显示两种复合涂层都具有良好的耐腐蚀特性,可以有效地保护基体,并且Zn45Al35Mg5ZnO15复合涂层具有更好的耐腐蚀特性和长久性。此外,对涂层整个腐蚀过程进行了机理分析,并用化学方程式反映腐蚀过程,验证了涂层首先腐蚀的是Zn元素,腐蚀后生成的氧化产物钝化膜有利于减缓腐蚀速率,且后期腐蚀产物会进一步腐蚀溶解。通过涂层对甲基蓝光催化降解试验,可以发现,两种复合涂层都具有很好的光催化性能,并且Zn45Al35Mg5ZnO15复合涂层的光催化效率更高、强氧化性更好。通过分析柱塞的磨损机理,对试样进行了摩擦磨损试验,各项摩擦磨损数据对比得到Zn45Al35Mg5ZnO15复合涂层比Zn65Al15Mg5ZnO15复合涂层具有更高的硬度,以及更好的耐摩擦磨损特性。并且使用数学建模方法对两种涂层的磨损体积和磨损量进行计算,数据发现Zn65Al15Mg5ZnO15的磨损体积和磨损量均比Zn45Al35Mg5ZnO15的大。结合摩擦磨损试验中的磨痕相图以及数据,可以得到,Zn65Al15Mg5ZnO15的磨损量大于Zn45Al35Mg5ZnO15的磨损量。摩擦磨损试验和数学建模得出结论一致。另外,从腐蚀磨损机理入手,分析了柱塞表面在腐蚀介质中的腐蚀状况,以及在腐蚀状态下的摩擦磨损机理。腐蚀磨损数学模型发现,腐蚀磨损的质量并不是腐蚀质量和磨损质量的简单结合相加,而是包括单纯磨损、腐蚀促进磨损、单纯腐蚀和磨损促进腐蚀四个过程。腐蚀与磨损有明显的交互作用。此外,利用SolidWorks三维建模柱塞泵,分析阐述了柱塞泵的工作原理。结合柱塞的工作环境,对柱塞进行ANSYS-Static Structural、ANSYS-Modal等仿真分析,探究金属粉末颗粒喷涂到基体的压强,柱塞表面的位移、应力、应变,以及分析柱塞的模态。使用ABAQUS仿真分析复合涂层、锌涂层、铝涂层三种涂层与基体之间的残余热应力,分析得到,复合涂层与基体间的残余热应力较小,涂层受到基体的拉应力也最小,不需要选取复合涂层材料中锌、铝单元素涂层作为涂层与基体之间的过渡涂层。