近年来,螺杆挤压膨化设备由于其独特的加工方式和成品效果,目前越来越受到饲料加工产业和食品制造产业的重视,但在挤压膨化作业时螺杆处于高温高压状态,挤压膨化加工稻、麦秸秆等木质素丰富的饲料原料过程中螺杆根、底部易发生点蚀、剥落、胶合等现象。本文针对我国螺杆挤压膨化加工饲料的设备材料现状,开展基于螺杆表面织构化技术的挤压膨化特性研究,同时也对螺杆织构化对制备饲料成型质量进行研究,为缓解饲料膨化对螺杆的需求现状和解决螺杆织构化表面机理问题提供技术支撑。对螺杆表面微织构形状结构和表面机理进行了分析,运用连续介质假设原理研究物料在螺槽底部所受的压力,建立螺槽底部物料所受压力F1、压强P与熔融段流率Qs的表达式,确定熔融段微织构加工的表面形状结构,得到螺杆表面微织构单元的最小压力与微织构结构之间的方程;建立了熔融段微织构加工模型,得到了稻秸秆混料在螺杆织构化表面的压力、流体迹线、剪切应力分布图,验证了该螺杆表面织构化处理设计的合理性,并同时采用对比分析法,分析表面织构的深径比、偏移率和排布角度对于流体经过表面微织构时的各项参数,得出最优排列结构方案。以喂料速度、螺杆转速、熔体输送段温度为变量,以试验过程中熔融段压力和饲料颗粒膨化度、成型质量、含粉率、水中稳定性、质构特性为稻秸秆饲料品质评判依据,进行螺杆挤压膨化稻秸秆饲料单因素试验与准备,并搭建了相应的饲料品质检测平台。对螺杆和试验饲料品质进行了较为全面的对比研究分析,通过数据图表和SEM电镜图的形式清楚的进行分析出饲料成型质量与各变量之间的关系,进一步验证螺杆熔融段微织构对螺杆挤出机的影响,得到优化后的稻秸秆饲料挤压膨化参数为喂料转速50r/min、螺杆转速100r/min、熔体输送段温度120℃,且采用表面微织构加工后的螺杆进行稻秸秆饲料的制备,并进行试验验证得出此工艺参数下的稻秸秆饲料各项指标都表现较为优异。