激光沖擊微凹坑造型的表征及摩擦性能研究.pdf

1、摩擦副表面的減摩潤滑一直是研究的熱點(diǎn),近年來興起的微織構(gòu)技術(shù)因其優(yōu)異的減摩性能受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文應(yīng)用激光沖擊技術(shù)(Laser Shock Peening,LSP)在ZCuSn10P1材料上制作了微凹坑造型,并對激光沖擊后試樣的后續(xù)性能進(jìn)行測試和表征,采用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方式對造型試樣和光滑試樣的摩擦潤滑性能進(jìn)行了研究,主要工作有以下幾點(diǎn):
　　 從激光沖擊的原理、壓力模型、本構(gòu)方程等方面介紹了激光沖擊技術(shù);

2、探討了激光沖擊技術(shù)對材料的表面質(zhì)量、微觀組織、力學(xué)性能的影響機(jī)理;基于摩擦學(xué)的基本理論闡述了干摩擦?xí)r的摩擦磨損機(jī)制和油潤滑時(shí)的潤滑機(jī)理。
　　 利用SpitLight2000型激光器對ZCuSn10P1進(jìn)行不同激光能量和不同光斑間距的沖擊實(shí)驗(yàn),從而制作出具有不同深徑比和不同面積密度的微凹坑造型。采用共聚焦顯微鏡和X射線應(yīng)力測定儀對凹坑造型試樣的表面完整性(包括表面形貌、表面粗糙度、凹坑深度、殘余應(yīng)力)進(jìn)行了測試,表明LSP后材料

3、的表面粗糙度變大,材料次表層產(chǎn)生了殘余壓應(yīng)力。通過納米壓痕儀測定不同能量沖擊下凹坑中心、凹坑區(qū)域內(nèi)和基體的納米硬度和彈性模量,研究發(fā)現(xiàn):凹坑中心的納米硬度和彈性模量均隨著激光能量的增大而提高;隨著測試點(diǎn)到凹坑中心距離的增大,納米硬度和彈性模量的數(shù)值均呈現(xiàn)減小的趨勢,且凹坑邊緣處的測試數(shù)值比基體的測試數(shù)值小。
　　 在UMT-2摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行干摩擦和油潤滑條件下的摩擦磨損實(shí)驗(yàn),研究造型試樣和光滑試樣在同種摩擦參數(shù)下的摩擦性能