研磨拋光表面微孔織構(gòu)影響因素分析及減摩性能研究.pdf

1、互相接觸的物體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦，也就是說摩擦副的接觸面對(duì)改善設(shè)備材料的摩擦學(xué)性能有決定性意義，而且在許多實(shí)際工作環(huán)境中，要求材料表面和基體有不同的性能。表面工程就是以減少摩擦、降低磨損為目的的在材料表面進(jìn)行作業(yè)的一種技術(shù)總稱。其中表面織構(gòu)技術(shù)，作為表面工程技術(shù)中的一種，其在改善材料表面摩擦學(xué)性能上有著極為優(yōu)異的表現(xiàn)。本文的研究基礎(chǔ)為一種以舊技術(shù)開發(fā)新應(yīng)用的表面織構(gòu)技術(shù)，研究了其織構(gòu)因子對(duì)微孔織構(gòu)的具體影響趨勢(shì)，并使用COMS

2、OL模擬不同潤(rùn)滑條件下，摩擦副界面的應(yīng)力分布以及潤(rùn)滑液油膜壓力分布，試圖簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)該織構(gòu)表面的減摩性能。
　　研磨拋光方法成功改變了金屬表面的結(jié)構(gòu)特征，其中選擇載荷及研磨顆粒粒子這兩種織構(gòu)因子對(duì)金屬表面微孔成型的影響進(jìn)行了研究，并以微孔密度、微孔面積密度、微孔孔徑以及表面粗糙度來衡量金屬表面摩擦學(xué)性能的改善效果。結(jié)果表明，當(dāng)載荷從0.0073Mpa增至0.0232Mpa時(shí)，微孔密度和微孔孔徑都增大，但其增幅和增加趨勢(shì)不盡相同，即微孔

3、面積密度增加；而且表面粗糙度的增加趨勢(shì)也是持續(xù)性的。當(dāng)研磨顆粒粒徑從0.5μm增至5μm時(shí)，微孔密度下降但孔徑增大，而微孔面積密度是呈增加趨勢(shì)的；表面粗糙度的增加趨勢(shì)和研磨顆粒粒徑的變化趨勢(shì)保持一致。需要說明的是，當(dāng)研磨顆粒粒徑超過20微米后，金屬表面出現(xiàn)亞損傷，雖然這使得表面微孔密度增加但拋光表面的質(zhì)量降低。
　　使用COMSOL軟件對(duì)該類型織構(gòu)提升材料摩擦學(xué)性能的能力做了評(píng)價(jià)。干摩擦條件下，織構(gòu)形貌的存在改變了摩擦副界面的應(yīng)力

4、分布，從而提升了其摩擦學(xué)性能，且摩擦副界面最大應(yīng)力值隨微孔孔徑的增大而增加，但不隨微孔面積密度的增加而過多改變。流體潤(rùn)滑條件下，流體動(dòng)壓效力是摩擦學(xué)性能提升的主要原因，潤(rùn)滑液油膜壓力負(fù)值區(qū)域的空穴效應(yīng)也能提供額外的承載能力；潤(rùn)滑液油膜的最大承受壓力隨微孔孔徑的增大而減小；油膜的承載能力隨微孔面積密度的增加而先增加后減小，且存在最優(yōu)織構(gòu)面積值為30％。此外，相同織構(gòu)面積密度條件下，不同尺寸微孔混合的織構(gòu)表面對(duì)材料摩擦學(xué)性能的改善效果更好。