微织构对铜基自润滑复合材料摩擦磨损性能的影响

作者:马文林; 未亮亮
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目的为了解决活塞环在高温、高压和循环惯性力工况下易与气缸磨损的问题,以螺栓-圆盘模型为试验对象,研究铜基自润滑复合材料上圆形微纹理的摩擦磨损性能,以提高两者的耐磨性。阐明了微织构与复合材料在不同工况下的摩擦磨损行为之间的关系,建立了表面微织构设计准则。方法通过加工45钢CT-MF20型光纤雕刻激光打标机表面,制备直径为0.2mm的圆形微结构。在HT-1000型摩擦磨损试验机上,以螺栓盘的形式测试了圆形织构45钢的摩擦磨损性能。研究了圆形微织构在不同载荷(2、10、20N)和不同滑动距离(1.88m和18.84m)下的摩擦磨损情况,并通过扫描电子显微镜(SEM)分析了摩擦表面的显微结构和形态,能谱仪(EDS)分析了摩擦面上的元素积累。此外,为了进行比较,每组都有一个无纹理测试。结果在摩擦试验中,当圆形织构载荷为20n,滑动距离为18.84m时,摩擦磨损性能最好。随着滑动距离的增加,平均下降率从11%增加到23.5%。同时,螺栓和圆盘的表面形貌磨损明显小于其他条件下的试样。结果表明,在圆形织构的表面上有较多的氧元素,它们集中在织构中。结论当载荷为20N,滑动距离为18.84m时,圆形纹理的减摩效果最好,摩擦系数稳定,螺栓盘的磨损表面变得光滑,因为圆形纹理盘表面的棘轮效应明显,形成连续稳定的转移润滑膜,从而减少磨损。