轻量化设计可以实现多方面优化轨道列车的目的,是轨道交通领域关键技术之一。目前在制造中主要采用铝合金材料来实现列车轻量化,但在轨道交通应用中采用铝合金减重已经出现瓶颈。镁合金作为金属结构材料,具有密度小,比强度和比刚度高且切削性能良好的优点,并且镁资源丰富可以满足开发和利用。但镁合金的耐腐蚀性能较差,是限制镁合金在轨道交通应用的主要问题。冷喷涂涂层制备技术可有效的防止镁合金被腐蚀,而且该技术能源消耗低、颗粒可回收利用、对环境无污染,但传统冷喷涂对粉末质量要求较高,粉末成本较高。本文通过对冷喷涂技术重要部件Laval喷嘴进行优化设计,探索低成本粉末冷喷涂应用,在Mg-Zn-Y-Ca上制备纯Al涂层,通过电化学测试与浸泡腐蚀实验,分析了低成本粉末冷喷涂纯Al涂层的耐腐蚀性。主要研究内容及研究结果如下:首先对冷喷涂技术的核心部件—Laval喷嘴进行了结构设计,采用Fluent软件分别进行了不同结构的喷枪在不同的入口参数（气体入口温度、压强、速度以及颗粒入口压强和速度）条件下单相气流及气固两相流数值模拟,分析了喷枪结构、入口参数对气体、固体颗粒出口速度的影响规律。并根据模拟结果,以出口速度作为判别条件,对Laval喷嘴进行优化,设计出较优的Laval喷嘴结构,即喷嘴入口直径为20mm、收缩段长度为20mm、喉口直径为2mm、第一扩张段长度为20mm、第一段扩张角为5°,第二段扩张段长度为28mm,出口直径为8mm,颗粒入口角11°。在Mg-Zn-Y-Ca合金基体上采用低成本纯Al粉末通过冷喷涂技术制备纯Al涂层,对涂层微观形貌及其耐腐蚀性进行了分析。研究发现:扫描速度越小,工作气体温度越高,Al涂层厚度越厚,涂层孔隙率越小,其耐腐蚀性能越好。在工作气体温度为600℃,扫描速度为1mm/s工艺参数下,冷喷涂制备的纯Al涂层对Mg-Zn-Y-Ca合金具有最好的耐腐蚀性。即在这工艺参数下,制备的Al涂层厚度为970μm,孔隙率为0.938vol.%,自腐蚀电流密度为2.427×10-6A/cm2。Al涂层在5%NaCl溶液中浸泡24h,工作气体为600℃下的Al涂层表面腐蚀产物最少,适当的提高工作气体温度,能提高Al涂层的耐腐蚀性能。