论文部分内容阅读
材料表面的微观结构对表面的摩擦、润滑等性能有着显著影响。在机械加工过程中,滑动接触界面上工件的表面形貌、工件的润滑和工件-模具间的摩擦形成了一个多变的系统,其作用机理非常复杂,引起了国内外的广泛关注。本文提出了一种基于逾渗理论二维网络模型设计随机表面微织构的方法,并基于摩擦试验探讨了滑动接触界面上表面形貌、表面润湿性与摩擦特性之间的关联。本文采用YLP-F10型光纤激光打标机在铝合金6016表面进行了激光微织构,成功制备出微织构面积占有率不同的表面;使用VK-X100形状测量激光显微系统对表面进行了扫描和测量,选取合适的ISO 25178-2:2012三维形貌表征参数对不同表面形貌进行了表征;采用SL200KS接触角测量仪测定了不同微织构表面的润湿性;随后在自制的摩擦试验装置上进行了滑动摩擦试验,探究了不同接触压力条件下表面形貌对摩擦特性的影响。本研究结果表明:随机分布的微织构表面有显著的减摩效果;摩擦系数呈现出对接触压力的依赖性,随着接触压力的增大摩擦系数逐渐减小;表面润湿性与微织构面积占有率呈线性关系;发现了表面形貌微观结构具有临界特性,进而解释了表面润湿性影响摩擦特性的机理;三维表面形貌参数表面高度算术平均值Sa、中心区高度Sk、谷区平均空体体积Vvv、中心区平均空体体积Vvc接触压力和摩擦系数间具有较强的规律性,一定程度上揭示了表面形貌的变化机理。