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《边界润滑条件下表面微细织构减摩特性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2007年12月润滑与密封Dec12007第32卷第12期LUBRICATIONENGINEERINGVol132No1123边界润滑条件下表面微细织构减摩特性的研究王晓雷王静秋韩文非(南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室江苏南京210016)摘要:表面织构(Surfacetexture)已被证明是一种提高表面承载力和改善表面摩擦学特性的有效方法。然而在边界润滑条件下,织构对表面摩擦性能的影响机制仍未明确。利用纳米压痕仪在碳钢表面制作了具有不同密度和深度(125～500nm)的划痕的点阵,并通过改进的四球试验机对其在边界润滑下的摩擦性能
2、进行了评价。试验载荷为100～300N,相对滑动速度为0119～1133m/s。研究发现:在边界润滑条件下,深度为125nm的低密度“划痕”点阵具有良好的减摩效果。关键词:表面织构;边界润滑;摩擦;划痕中图分类号:TH117文献标识码:A文章编号:0254-0150(2007)12-036-4EffectofSurfaceTextureonFrictionReductionunderBoundaryLubricationWangXiaoleiWangJingqiuHanWenfei(JiangsuKeyLaboratoryofPrecision&Mi
3、cro2manufacturingTechnology,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,NanjingJiangsu210016,China)Abstract:Surfacetexturehasproventobeeffectivetoimprovetheloadcarryingcapacityandtribologicalpropertiesofcontactingsurfaces.However,itisstillunclearhowsurfacetextureinfluencesthetr
4、ibologicalpropertiesunderboundarylu2bricationcondition.Fivekindsofscratchpatternswerefabricatedonthesteelsurfacewithvariousdepthanddensity(125～500nm)byanano2indentor,andtheirtribologicalpropertieswereevaluatedunderboundarylubricationusingamodifiedfour2balltesterattheloadof100～3
5、00Nandrelativeslidingspeedof0119～1133m/s.Itisshownthatalowdensepat2ternofscratcheswiththedepthof125nmhasanobviousfrictionreductioneffect.Keywords:surfacetexture;boundarylubrication;friction;scratch纳米技术的出现开创了技术革命的新时代。与此为的“刮痕”;发动机气缸壁上45°倾斜的加工条纹;同时,世界在能源、航空航天、运输等领域仍然面临以及高尔夫球上的浅坑都是
6、降低摩擦的有效手段。激着效率、可靠性和耐久性的挑战。1999年美国能源光、微小磨粒喷射以及MEMS等现代加工技术的发部披露:美国车辆发动机及传动系统减少摩擦与磨展,使得对不同材质表面微米甚至纳米尺度表面织构[1]损,每年可节约1200亿美元。摩擦与磨损仍然是的精确加工成为可能,为表面织构的应用拓展了全新影响世界经济的重要因素。的空间。1991年Ranjan在计算机硬盘盘片的起动停减小摩擦提高能源效率始终是摩擦学工作者追求止区(Start/stopzone)采用激光技术加工了由直径的目标。近半个多世纪以来,科学家们在空气动力20μm,深10nm左右的凹
7、坑组成的点阵,成功地降学、减摩和耐磨材料、表面镀层、润滑油和减摩添加低了盘片与磁头的吸附力,减小了摩擦,延长了使用剂方面已取得巨大进展。相对而言,摩擦副表面的物寿命[2]。2000年本田公司采用微小陶瓷球高速喷射理和化学结构的设计仍是一个薄弱环节。的方法处理活塞的摩擦面。该方法形成的随机分布的表面织构(Surfacetexture),即在摩擦面上加工凹坑(Microdimple,直径200μm,深数微米)呈现出具有一定尺寸和排列的凹坑或微小沟槽的点阵,已出明显的减摩效果,仅此处理一项,就降低发动机整经被证明是改善表面摩擦学特性的一个有效手段。表[3]
8、体机械损失达212%。面织构的利用已有悠久的历史。如滑动轴承轴瓦上人就机制而言,人们研究最为充分的是流体动压
