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文檔簡介
1、摩擦學,作為一種研究物體表面摩擦行為的學科,主要涉及相對運動物體間的摩擦、磨損、潤滑現(xiàn)象,及其三者之間的相互關系。近幾年,表面織構作為一種能夠有效改善表面摩擦學性能的技術手段,并廣泛應用于表面油膜動壓潤滑及干摩擦中,深受國內(nèi)外學者的青睞。與此同時,在表面織構方面的數(shù)值模擬和試驗研究都日益成為摩擦學學術界的研究熱點。本課題的研究內(nèi)容包括,基于數(shù)值模擬方法分析了流體動壓潤滑情況下,表面凹槽織構的摩擦學性能,并在干摩擦情況下研究了平行凹槽織構
2、的摩擦學性能,探討了納米SiC對平行織構涂層的影響及摩擦學性能分析。
首先,本文研究了非穩(wěn)定潤滑膜厚情況下,表面凹槽織構化的動壓潤滑作用,建立計算機流體動力學(CFD)模型,采用FLUENT軟件模擬了表面凹槽織構的動壓油膜承載能力。通過分析凹槽織構的最優(yōu)深度與寬度、膜厚之間的關系,得到了織構最優(yōu)化深度受到寬度的影響,提出凹槽設計模型的最優(yōu)參數(shù)組合為:W=0.5,D=0.7。表面凹槽織構的最優(yōu)深度不受膜厚影響,卻對寬度很敏感,W
3、=0.5時對應的油膜承載的穩(wěn)定性最強。
其次,在GCr15鋼基體材料上,以等離子噴涂工藝制備了KF301+WS2+La2O3復合潤滑耐磨涂層;結合激光重熔和表面微織構工藝方法,在該試樣表面加工出平行紋理織構化的涂層。通過摩擦磨損試驗,對摩擦系數(shù)和磨損量的分析研究,觀測磨損后的形貌,及用能譜(EDS)來分析表面成分的變化,研究表明,表面織構對涂層的摩擦學性能有提升作用。
最后,以納米SiC材料作為填料,結合激光重熔和表
4、面織構工藝方法,在復合潤滑耐磨涂層表面制備了納米SiC顆粒改性的平行織構涂層,通過電子顯微掃描分析,較未改性的涂層表面相比,納米SiC改性的織構復合涂層的內(nèi)部結構得以細化,結合力增強。通過高溫摩擦磨損試驗,獲得改性織構涂層的摩擦系數(shù)下降,同時其磨損量有所減少。這說明了,納米SiC顆粒的改性提升了原涂層的摩擦學性能。
總之,表面織構化的涂層能夠改善摩擦副的摩擦學性能,在表面微織構的形態(tài)設計、分布情況、適用工況等方面影響著摩擦學性
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