表面形貌表征及激光微造型表面摩擦特性研究.pdf

1、三維表面形貌的微觀結(jié)構(gòu)對表面的摩擦、潤滑及密封等性能有著重要的影響。為了研究表面形貌的結(jié)構(gòu)特征與表面摩擦學(xué)特性的相關(guān)性，本文針對具有規(guī)則微凹坑的激光微造型缸套表面，分別用表面連通性分析和封閉空體體積分析兩種方法對表面形貌特性進(jìn)行了表征，并基于試驗(yàn)探討了幾種激光微造型缸套表面形貌在往復(fù)運(yùn)動中的摩擦學(xué)性能。 采用數(shù)字圖像處理技術(shù)，對規(guī)則凹坑表面進(jìn)行了模擬。選擇模擬圖像承載面積比為80％的截面，作為評價連通性和計算封閉空體體積的基準(zhǔn)面

2、。連通性計算的結(jié)果表明，規(guī)則凹坑表面的連通性系數(shù)主要受凹坑半徑與凹坑間距的影響，并且隨凹坑半徑的增加而增大；隨凹坑間距的增加而減小。表面連通性分析方法，可以對不同表面形貌結(jié)構(gòu)的連通程度進(jìn)行比較準(zhǔn)確的描述。封閉空體體積的計算結(jié)果表明，封閉空體體積受凹坑表面參數(shù)變化的影響比較復(fù)雜，兩者的綜合影響還需要更多的深入分析。 采用光纖激光加工設(shè)備，在缸套的上下止點(diǎn)表面上加工出了具有不同尺寸的規(guī)則分布的圓形凹坑，并對凹坑表面形貌進(jìn)行測量和表征

3、。將幾種尺寸的凹坑表面及無凹坑結(jié)構(gòu)的原始缸套表面，在缸套-活塞環(huán)往復(fù)磨損試驗(yàn)機(jī)上，進(jìn)行了面接觸條件下的摩擦試驗(yàn)。結(jié)果表明：表面微凹坑大小、凹坑間距等參數(shù)直接影響著接觸區(qū)域內(nèi)的凹坑數(shù)量及油膜壓力的分布，凹坑間距約為凹坑直徑的2倍時，摩擦系數(shù)和磨損量均較小。表面激光微造型之后，試樣摩擦溫升有所增加，磨損量明顯減少。 本文的試驗(yàn)研究結(jié)果將會對諸如滑動導(dǎo)軌、滑動軸承、活塞環(huán)-缸套等面接觸機(jī)械零件的潤滑設(shè)計問題起到積累試驗(yàn)數(shù)據(jù)和設(shè)計依據(jù)的