多尺度復合結構對7050鋁合金表面性能影響的研究.pdf

1、具有多尺度復合結構的材料表面具有較好的的自潔性、疏水性、減阻、抗粘附性能。橡膠模具在硫化以后模具會殘留許多的硫化污染物，因此在橡膠模具表面構筑一層多次度復合結構能夠提高模具表面的抗粘附性能。本文采用增壓噴丸設備在Al合金表面構筑多尺度復合結構。通過調節(jié)不同的噴丸工藝參數(shù)，探討彈丸直徑、噴丸時間、壓力等，對表面形成多尺度復合結構的影響。并研究多重噴丸后材料表面性能的改變。并期望通過該方法來提高模具表面的抗粘附性能。論文的主要研究內容如下：

2、
　　 1.調整噴丸參數(shù)在材料表面構筑多尺度復合結構，包括彈丸直徑、壓力、噴丸時間等，觀察試樣表面后發(fā)現(xiàn)噴丸工藝先采用較大直徑的丸粒試樣表面形成的微米級的凹凸結構直徑較小，試樣表面凹與凸變化較大，且噴丸時間長并且噴丸壓力小的試樣凹凸結構的深度較??；先采用小粒徑的試樣表面形成的微米級結構直徑相對較大，并且深度變化的較為平緩。在納米級的尺寸上，采用噴丸壓力0.25MPa、丸粒直徑為0.3mm、噴丸時間為5分鐘的試樣形成的納米級的凹凸

3、結構較少。通過粗糙度測試可以發(fā)現(xiàn)試樣表面的粗糙度變化較大，首次噴丸采用較大直徑丸粒噴丸的試樣表面粗糙較大。
　　 2.研究了材料在多重噴丸之后摩擦因數(shù)的變化。在油潤滑狀態(tài)下相對于原始試樣，表面形成了多尺度復合結構的試樣摩擦因數(shù)比原始試樣摩擦因數(shù)低。不同噴丸工藝參數(shù)下，摩擦因數(shù)最好的試樣采用的噴丸參數(shù)為壓力0.2MPa、丸粒直徑0.8mm、噴丸時間5分鐘，摩擦因數(shù)最差的噴丸參數(shù)為壓力0.25MPa、丸粒直徑0.3mm、噴丸時間5分

4、鐘。在無潤滑狀態(tài)下相對原始試樣，多重噴丸后試樣的摩擦因數(shù)經(jīng)歷了一段磨合期最后與原始試樣相差無幾。不同噴丸工藝參數(shù)中首次使用大粒徑的試樣進入磨粒磨損狀態(tài)，而使用小粒徑的試樣處在粘著磨損以及磨粒磨損的混合狀態(tài)。其中噴丸壓力較小時間較短的試樣還處在粘著磨損狀態(tài)。多重噴丸后試樣的表面硬度大致為200Hv，試樣的表面形變層大致為20μm。
　　 3.平板硫化實驗：通過多重噴丸后在鋁合金試樣表面構筑的多尺度復合結構能夠使試樣表面具有低反應性