上游泵送机械密封是一种流体润滑的非接触式机械密封,其真正实现了介质的零泄露、环境的零污染,是流体机械和动力机械中不可缺少的零部件。密封环上的流体动压密封槽是影响上游泵送机械密封性能的关键部件,其槽型结构复杂且非常浅,槽深精度要求很高,而且密封环多为陶瓷、硬质合金等硬质材料,一般的机械加工无法完成。本文提出复合电镀碳化硅陶瓷粉增材制造上游泵送机械密封环的方法,对复合电镀机理进行深入研究,取得了一些创新性研究成果。结合配体场理论研究了镍离子的配合物和SiC颗粒表面吸附结构及性质,并对其空间构型进行研究,确定了复合镀液中镍离子和SiC颗粒的存在形式。对复合沉积的电化学反应、离子放电、结晶形核与生长等进行深入分析和探讨,从而为增材制造上游泵送机械密封环奠定了理论基础。提出Ni-SiC复合沉积界面作用模型,并建立了复合沉积的动力学方程。基于建立的动力学方程,运用仿真软件COMSOL对复合沉积电场和流场进行仿真分析,得到试验最佳的的电极形状和冲液方式。通过配比优化研制出了Ni-SiC复合沉积的添加剂配方。研究表明该添加剂配方得到的镀层具有优良的结合强度、表面粗糙度和显微硬度。分析研究了Ni-SiC复合镀液的制备方法,得出超声振动加机械搅拌的最优颗粒分散方法。研究了500nm、5μm粒径的碳化硅颗粒在不同浓度下镀层硬度、结合力、颗粒含量、沉积速率的影响规律,得出最优的复合镀液配方。研究了普通镀液和复合镀液体系的电化学行为,得到了碳化硅颗粒对电结晶过程的影响规律。运用所研制的复合镀液进行工艺试验,研究了电流密度、镀液PH值、搅拌速度、温度等对镀层性能的影响作用,得到了相应的影响规律关系,并得出增材制造上游泵送机械密封环的最佳工艺条件。针对内径30mm的离心泵,设计了一种螺旋槽型的机械密封环端面结构,并研究了上游泵送机械密封环端面槽加工方法,试加工出上游泵送机械密封环,有效的解决了密封环上的流体动压密封槽难加工的问题。