表面微织构化石墨涂层对铝合金表面的协同减摩机理研究

• 作者: 何建国 余锦 刘强 刘思思 刘金刚 姜胜强 廖君慧
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 铝合金 激光微织构 石墨涂层 乏油润滑 协同减摩机理
• 年，卷（期）: 2019,（8）
• 所属期刊栏目: 专题——表面织构制备、性能及作用机理
• 页码范围: 29-38
• 页数: 10页
• 分类号: TG356.16
• 字数: 2909字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.08.005

摘要

目的 研究微织构和固体润滑涂层对铝合金表面减摩、抗磨性能的协同作用效果,为铝合金内燃机活塞外圆表面的减摩、抗磨设计提供参考.方法 采用脉冲Nd:YAG激光器在试件表面加工出具有规则形貌的正方形凹坑阵列,利用热喷涂工艺在微织构化基体表面喷覆固体石墨涂层,在乏油条件下,利用HSR-2M型高速往复摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验,采用扫描电子显微镜和超景深显微系统对试样磨损表面进行了分析,研究微织构几何参数、相对滑动速度、涂层特性对摩擦副表面减摩、抗磨作用的协同机理及影响规律.结果 在乏油润滑条件下,仅覆盖石墨涂层的摩擦副表面,摩擦系数较光滑表面降低了44％.经微织构修饰的摩擦副表面,其摩擦系数明显小于光滑表面,其中微织构所占面密度为8.2％时摩擦系数最低,相对于光滑表面降低了67.4％.当在微织构和石墨涂层的协同作用下,摩擦系数进一步降低至0.07,且铝合金基底表面未见明显磨损,此外较高的滑动速度有利于摩擦系数的进一步降低.结论 微织构和石墨涂层的协同作用下,能有效改善乏油工况下铝合金表面的摩擦学性能,合理的几何参数可以更有效地发挥减摩和抗磨效果.