在水刀前混合磨料射流系统中，由于磨料和水混合后加压，直接进入喷嘴喷射作业，其结构相对比较简单，因此本章主要介绍后混合磨料喷头。依据不同磨料与射流混合方式，磨料喷头分为磨料侧进式与磨料中进式。磨料侧进式喷头应用较广，同中进式相比水喷嘴结构简单，可多样化，因而其种类也最多。根据水喷嘴类型可分单孔式、多孔式，而多孔式又有多孔平行式与多孔汇聚式之分。中进式主要包括多孔式和环形两种。具体分类如下：  典型磨料喷头应包括水喷嘴、混合腔、磨料喷嘴三部分。两种典型的清洗用磨料喷头。水喷嘴直接嵌进喷头体中，高压水管直接压紧喷嘴，中间用紫铜垫密封。磨料喷头装入一护套内，用螺纹拧在喷头体上，并可调节其位置，以确保射流性能。水喷嘴可做成单孔、多孔等形式。图b为磨料中进式多孔喷头，成形喷头直接套在喷头体内，两端加有密封；磨料喷嘴装在护套内，用螺纹与喷头体连接，并压紧水喷嘴。

一典型的水切割用磨料喷头。护套2上嵌有水喷嘴，置于连接管1下，采用锥面或平面密封。磨料喷嘴6直接插入螺套5内，用锁紧螺母压紧。磨料混合管4通过螺套直接压接在喷头体3内。这种结构简单、紧凑，但护套加工要求高。

为了确保磨料喷嘴的对中性，有的设计将磨料喷嘴嵌入一球面套内，通过其上分布的螺钉来调节。这种型式由于结构复杂、调节繁琐，实际中并不多用。

影响磨料射流性能的主要参数是磨料喷嘴直径、长度及其与水喷嘴的距离等。由于流动的复杂性，确定这些尺寸十分困难，实际应用中应根据水射流压力、流量、磨料性质、耗量等，经过大量试验来优化，以确保射流能力。

水切割磨料喷头的喷嘴尺寸搭配推荐如下：

    水喷嘴d。/mm：0. 17 0.25 0.30 0.35

    磨料喷嘴d。/mm:0. 54 0.76 1.10 1.10

近年来常见对准直管喷头的报道。它实质上是将磨料喷嘴加长放大。根据使用条件其内径可大至15mm，而长度可达1. 5m。准直管有两个功能：其一，可使磨料与水充分混合；其二，可充当钻杆，用于钻孔。准直管的出口是两块挡板，它由耐磨碳化钨制成。用于钻孔时，通过皮带轮带动准直管旋转。早期试验：压力70MPa、流量80L/min、旋转速度600r/min，钻孔速度对花岗岩10cm/min、对大理石15cm/min、对石灰石75cm/min。

一种旋转磨料喷头。水喷嘴以一定角度深入磨料供给管中，射流斜向喷出，与磨料混合后进人磨料喷嘴，由于反冲力作用，而带动喷头旋转。这一装置最初用于在混凝土中切割深槽，经过改进后用于钻孔。试验压力240MPa，水喷嘴直径0.762mm，磨料喷嘴直径2. 3mm，磨料耗量45g/s，旋转速度50r/min。

磨料喷嘴是形成磨料射流的关键。长期以来高压磨料射流喷嘴一直困扰着我国的水射流界，迄今为止切割用磨料喷嘴及前混合磨料射流喷嘴的使用寿命仍未达到满意的程度。

磨料喷嘴的结构十分简单，基本上由两段构成，即锥状入口和柱状出口，唯不同用途喷嘴其尺寸略有差别。对于清洗喷嘴，由于内孔尺寸较大，一般均可用金刚石内圆磨头予以加工，从而确保所需精度与粗糙度。而切割喷嘴内孔直径很小，一般不可能进行二次加工。

磨料喷嘴由于受到高速磨料粒子的冲刷，其选材十分重要。一般来讲，喷嘴材质必须具有高硬度、高耐磨性，两者缺一不可。几种常见磨料喷嘴材料性能，其中ROCTECIOO是美国DOW公司近年开发的喷嘴材料，在标准磨料水射流切割工况下其寿命可达50—100h。该公司新近又推出了更耐磨的ROCTEC500磨料喷嘴。可看出，SiC、B。C硬度虽高，但耐磨性一般；而Si。N4、A120。、2ro2等硬度不高，耐磨性更差，无法使用；唯钴基碳化钨的耐磨性仅次于ROCTECIOO，是目前国内应用最多的材料，其基本成分及性能。

 通常，硬质合金中，wc作为主要耐磨相以颗粒形式存在，而Co只是作为黏合剂。但这种软金属黏合剂的存在显然对其耐磨性有很大的影响，因此一般Co的含量应限制在6%以下。碳化物的形状、尺寸、种类、工艺条件对材料的耐磨性有很大影响。

材料耐磨性试验可在实验室条件下模拟进行。现行磨损试验机种类很多，美国材料试验标准协会(ASTM)将其中的于砂橡胶轮磨损试验机和湿式磨料磨损试验机( Abrasive Slury)分别列入试验标准（ASTM G-65及ASTM B-611）。试验标准中详细规定了试验机各零部件的主要尺寸和试验方法，供参照执行。试验机的选用必须尽量模拟实际磨损情况。美国ASTM G-65规定的干砂橡胶轮磨损试验机结构。类似的试验机国内也有生产。

各种材料的磨损试验结果。根据ASTMB-611湿式磨料磨损试验的结果，根据ASTM G-65干砂橡胶轮磨损试验的结果。从中可看出，硬质合金中Co的含量越低，耐磨性越好。

高速磨料粒子对喷嘴的磨损，性质上属于磨料磨损的范畴。磨料磨损包括有滑动磨料磨损、冲击破碎和高应力碾碎式磨料磨损、冲蚀磨损等。对磨料喷嘴的磨损起决定作用的是滑动磨料磨损，磨损的主要方式有微切削、微变形或疲劳。它不仅与喷嘴的材料、形状有关，而且磨料的粒度、形状、硬度、滑动速度等都对其有影响，因此磨料喷嘴的磨损过程十分复杂。各种因素对磨料喷嘴磨损的影响。因此，合理选择射流压力、磨料材质和粒度可有效地提高喷嘴的使用寿命；在设计和装配过程中，应确保水喷嘴和磨料喷嘴的对中性，以使水刀射流处于最佳位置，防止偏磨。