激光织构对干摩擦性能的影响及机理研究

摘要

采用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机进行表面织构化处理,形成具有规则排列的圆形微坑阵列.通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了不同面密度的激光表面织构对于摩擦磨损性能的影响,采用探针轮廓仪和扫描电镜对试件的表面形貌进行了分析.建立了摩擦副的简化接触有限元模型,模拟摩擦副的滑动摩擦过程,从应力的角度分析表面织构对干摩擦性能的影响机理.试验结果表明:激光表面织构化对试件表面硬度影响显著;当激光织构面密度小于20％时,构成摩擦副的两试件的磨损量都小于无织构情况;当织构面密度大于20％时,与无织构情况相比,织构化试件的磨损仍降低,但对偶件的磨损反而增大.仿真结果表明:对织构化试件的对偶件来说,在一定的织构面密度范围内,在平均应力无大幅提高的前提下,织构凹坑的存在,缓解了接触区应力集中现象,从而有利于降低磨损.