45#钢表面织构的摩擦性能实验研究

论文摘要

零件表面的性能影响着其运行的可靠性,而其表面的摩擦磨损又是引起失效的主要原因之一,如何降低摩擦系数,减少摩擦磨损一直被广泛研究着,近年来,众多科学家利用激光、电腐蚀、化学腐蚀等技术来处理零件表面(表面织构化)研究其摩擦磨损性能,研究表明不同的织构类型,不同的织构参数在不同的工作条件下表现出不同的摩擦磨损性能,本文主要从以下几点进行研究。1、首先采用Nd:YAG激光器在45#钢表面进行凹坑微织构的加工。该激光加工的热影响区、热应力及热变形比较小,加工速度比较快,效率比较高,在计算机控制下加工各种各样的形状,加工过程实现无噪音,没有环境污染。2、试样加工完成进行精磨处理,使表面粗糙度在Ra0.2左右,以便达到实验要求。摩擦实验试样为SRV实验机标准试样,实验过程中对试样的垂直度、表面粗糙度严格控制,在试样端面进行织构加工,凹坑织构的主要参数:凹坑直径为100μm,200μm,300μm,面密度为5%,15%,25%,凹坑深度为10μm。3、织构加工完成后进行摩擦磨损对比实验,研究凹坑织构在特定的实验条件下合理的织构参数,并进一步进行优化。织构化的表面与光滑表面在进行摩擦磨损对比实验中发现,凹坑织构表面的摩擦磨损性能优于光滑表面,而不同织构参数的表面在实验中发现织构参数为直径300μm,面密度5%,深度为10μm的织构表面摩擦性能最优,摩擦系数降低约为11%,且比较稳定。本实验从织构参数对摩擦磨损性能的影响做了较为全面分析,为织构化表面的摩擦磨损性能的研究提供一定的实验基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 表面微织构摩擦磨损特性的国内外研究现状
• 1.2.1 微观织构形状的研究
• 1.2.2 表面织构加工形式的研究
• 1.2.3 织构表面摩擦理论及实验研究
• 1.3 本文主要内容
• 第二章 实验平台的搭建
• 2.1 激光器平台的搭建
• 2.2 激光器性能检测
• 2.3 精磨处理
• 2.4 平面检查装置
• 2.5 试样清洗与保存装置
• 2.6 本章小结
• 第三章 试样与织构的加工
• 3.1 试样的加工
• 3.2 织构加工
• 3.2.1 激光加工原理
• 3.2.2 织构加工过程
• 3.3 调节加工质量方法
• 3.3.1 提高系统可靠性和抗干扰能力的方法
• 3.3.2 提高零位开关的精度
• 3.3.3 提高织构内部质量
• 3.4 试样对比
• 3.4.1 电流对织构参数的影响
• 3.4.2 Q 值对织构参数的影响
• 3.4.3 离焦量对织构参数的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 凹坑织构摩擦磨损理论分析
• 4.1 弹-塑模型
• 4.2 破坏准则
• 4.3 空气动压效应在织构中的作用
• 4.4 本章小结
• 第五章 SRV 摩擦实验与分析
• 5.1 实验过程
• 5.1.1 实验方案
• 5.1.2 表面形貌观测
• 5.2 SRV 摩擦磨损实验
• 5.2.1 SRV 实验过程
• 5.2.2 摩擦磨损后三维形貌检测
• 5.2.3 实验结果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文的总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介及在读期间成果