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利用激光表面织构改善钛锆合金乏油润滑摩擦学性能

2022-05-26牛一旭逄显娟赵若凡上官宝张永振

牛一旭,逄显娟,赵若凡,上官宝,张永振

(河南科技大学 a.高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室;b.材料科学与工程学院;c.化工与制药学院,河南 洛阳 471023)

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钛合金具有密度小、比强度高、抗腐蚀性能和生物相容性好等优异特性。然而,钛合金的塑性剪切抗力较低、耐磨性较差,限制了其在摩擦学领域的进一步应用[1-3]。为此,国内外许多学者开展了表面技术提高钛合金摩擦学性能的研究工作。目前,常用的表面处理技术主要有表面氧化、表面镀膜、离子注入以及激光表面织构化[4-7]。

利用激光表面织构化技术提升材料表面的摩擦学性能,是近年来摩擦学领域的研究热点之一[8-9]。文献[10-11]研究了织构参数对灰铸铁乏油滑动摩擦学性能的影响,发现织构面密度(surface planar, SP)是影响摩擦因数的主要因素。然而,不同条件下得到的最优织构面密度也不相同。文献[12]在乏油条件下对不同织构面密度摩擦表面进行摩擦磨损试验,在织构面密度最小时得到了最优的摩擦学性能。而文献[13]研究了干摩擦条件下具有不同织构面密度的钛合金表面摩擦学性能,结果表明在载荷较小时,织构面密度越大,摩擦因数越小。文献[14]对激光织构化Ti6Al4V表面的生物学性能以及摩擦学性能进行了研究,结果表明相比于未织构试样,合适的凹坑织构能有效促进细胞黏附、增殖及扩散,并能降低摩擦因数,减少磨损。文献[15]在钛合金表面加工了沟槽型、网格型及凹坑型织构,分别在干摩擦和Hank’s溶液润滑条件下进行摩擦试验,研究表明凹坑型织构具有较好的减摩耐磨效果。……

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