鈦合金表面微結構電火花加工及其水潤滑摩擦學特性研究.pdf

1、本文概述了表面微結構的發(fā)展與應用以及微結構摩擦磨損研究現狀；主要研究通過電火花加工方法在鈦合金表面設計與制備不同深度的微結構，其中涉及到電極設計、電火花加工鈦合金電參數的探索研究和密封系統(tǒng)的設計優(yōu)化；在水潤滑條件下研究微結構表面的摩擦學性能，用有限元軟件對其進行摩擦接觸分析。
　　 為研究鈦合金表面不同微結構的摩擦學性能，進行四種微結構表面的設計（溝槽表面、網紋結構表面、菱形微結構表面、正方形微結構表面）。首先，通過試驗得出電火

2、花電參數對鈦合金表面的影響，最終選擇加工電參數為E273，該參數條件下的鈦合金表面均勻，加工效率高。
　　 在微坑結構的加工設計中，網紋微結構與溝槽微結構表面通過電火花慢走絲線切割通過合理的線切割參數直接獲??；菱形微坑結構與正方形微坑結構表面在電火花成形機床上制備。研究了鈦合金試件在氮氣中放電加工，優(yōu)化設計了氣體密封系統(tǒng)，使試件的表面更加合理，在鈦合金試件表面生成含鈦化合物的表面凸起結構，利用能譜分析方法，驗證表面生成物為氮化鈦

3、。其次對鈦合金試件微結構表面進行摩擦磨損試驗的研究，對摩試件為氮化硅小球，在水潤滑試驗機上研究不同深度、不同表面微結構的摩擦因數變化規(guī)律。試驗表明溝槽微結構深度為0.1mm的表面具有優(yōu)良的摩擦學性能，穩(wěn)定摩擦因數為0.32，而光滑表面的穩(wěn)定摩擦因數為0.45。最后，建立合理的三維模型，將測得的穩(wěn)態(tài)摩擦因數作為參數進行有限元模擬，分析等效應力與接觸應力的分布情況。分析數據表明：微結構表面應力明顯低于對比表面的應力，有利于改善潤滑效果，提高