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内燃机车的连杆轴瓦是内然机车发动机的重要零部件之一,连杆轴瓦对内燃机车的正确运行有着十分重要的作用,并且内燃机车的运营以及发动机的运动效率都与连杆轴瓦的性能密不可分。为了对资源进行充分的利用、降低对环境的危害,针对轴瓦复杂多样的失效形式采用单一报废处理的方式,本文结合了再制造技术的特点,应用空气喷涂技术对轴瓦进行表面的修复以及强化,选择复合材料作为再制造涂层,对轴瓦的再制造工艺进行了研究,并采用ABAQUS/Standard对再制造轴瓦的力学、模态以及温度等特性进行了有限元仿真模拟。制备出再制造涂层材料,对涂层进行了摩擦与力学性能研究。利用空气喷涂加工机对不同工艺条件下的试样进行喷涂实验,得到了再制造轴瓦空气喷涂技术的最优工艺参数,并对轴瓦的修复成果进行评估,进一步证实了应用空气喷涂技术对轴瓦进行再制造修复的可行性,详细研究内容如下。1)以原位合成的纳米SiO2修饰氧化石墨烯（GO）作为填料,添加聚酰亚胺（TPI）制备出再制造涂层,该涂层表现出优异的摩擦性能。涂层材料中GO/SiO2对其摩擦性能的提高有着非常明显的协同作用,在相同条件下纯聚酰亚胺的磨损量为5.28×10-7mm3N-1m-1,而GO/SiO2/TPI涂层的最低磨损量为5×10-8mm3N-1m-1,后者相比前者降低了一个数量级。在相同压力条件下对涂层进行了油润滑摩擦实验,结果表明在相同摩擦时间内,油润滑摩擦的涂层表面看不到磨损痕迹,并且摩擦系数比无油润滑摩擦时低了1个数量级。依据实验研究结果,添加了GO/SiO2填充物以后涂层的摩擦性能得到了明显的改善,涂层的摩擦系数与磨损量明显较低,尤其是在填充物含量为0.8%时复合填充物对涂层的摩擦性能改善效果最为显著。2)在不同填充材料以及不同含量的GO/SiO2填充的复合材料的压缩力学性能的对比中可以看出,当填充物GO/SiO2含量为0.8%时涂层的机械性能最优。GO/SiO2/TPI复合材料的热分解表明,再制造涂层最高耐温可达到453,满足轴瓦的正常工作需求。GO/SiO2/PI涂层空气喷涂再制造的工艺参数为:气压范围是0.7-0.8MPa,填充物SiO2/GO的添加量为0.8%,在这种工艺参数之下,能够制得性能优异的再制造涂层,并且再制造涂层能与轴瓦基体之间形成良好的涂层结构。3)通过有限元分析软件ABAQUS对再制造工艺条件下制备的再制造轴瓦进行了力学、模态与温度场分析,结果表明无论在工装还是有载荷的情况下,再制造轴瓦的应力、应变均比原轴瓦的小,再制造轴瓦涂层有助于应力的分散,且强度较高;在模态分析中再制造轴瓦的前三阶固有频率比原轴瓦增强了10%,虽然在阻尼作用下两者之间的状态一样,但是随着分析步的增加两者之间的差距逐渐增大;在温度场的分析中,再制造轴瓦的最高温度低于原轴瓦,温差也比原轴瓦小,主要是由于再制造轴瓦的散热性能比较好导致的整体散热情况较好所致。由此可以看出选择GO/SiO2/TPI复合材料作为再制造涂层,可以为提高轴瓦的摩擦性能与力学性能提供新的思路,为轴瓦再制造提供了参考数据。