激光沖擊微造型鋁硅合金表面摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、激光沖擊微造型技術(shù)(Laser Peening Texturing，LPT)是指在微尺度下采用激光沖擊方法在材料表面制備規(guī)則的微凹坑陣列，可以顯著提高材料的摩擦學(xué)性能。LPT兼具激光沖擊對(duì)材料的強(qiáng)化作用以及微造型對(duì)材料摩擦性能的改善作用，因此在摩擦磨損領(lǐng)域得到了廣泛的研究與應(yīng)用。
　　本文以ZL109鋁硅合金為研究對(duì)象，開展激光沖擊微造型系列試驗(yàn)及表面力學(xué)性能測(cè)試，并通過干摩擦和混合潤(rùn)滑摩擦試驗(yàn)研究LPT對(duì)材料摩擦學(xué)性能的影響規(guī)律

2、，主要工作包括:
　　1)在力學(xué)性能方面:基于沖擊波作用機(jī)理，探討微尺度下LPT對(duì)材料應(yīng)力-應(yīng)變、微觀組織和力學(xué)性能的強(qiáng)化機(jī)制;通過對(duì)ZL109鋁硅合金進(jìn)行不同工藝參數(shù)下的激光沖擊，獲得不同深徑比和面密度的微凹坑造型，并通過相關(guān)測(cè)試建立激光工藝參數(shù)與微造型特征（殘余應(yīng)力、納米硬度、彈性模量）之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為后續(xù)摩擦試驗(yàn)參數(shù)的選擇提供依據(jù)。
　　2)在干摩擦性能方面:通過干摩擦試驗(yàn)分析不同工藝參數(shù)下LPT試樣表面的摩擦學(xué)特性

3、（平均摩擦系數(shù)、瞬時(shí)摩擦系數(shù)、磨痕深度、磨損量等）;基于干摩擦及磨損理論，通過觀察磨損面形貌對(duì)LPT試樣的干摩擦磨損機(jī)理進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn):面密度30％、深徑比0.092的微造型試樣干摩擦性能最優(yōu)異。
　　3)在混合潤(rùn)滑摩擦性能方面:通過混合潤(rùn)滑摩擦試驗(yàn)研究微造型特征與混合潤(rùn)滑狀態(tài)轉(zhuǎn)化（瞬時(shí)摩擦系數(shù)）之間的關(guān)系;基于混合潤(rùn)滑摩擦磨損理論，研究微造型特征對(duì)混合潤(rùn)滑摩擦性能（磨痕深度、磨損量以及磨損面形貌）的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):面密度