激光加工表面微织构对陶瓷刀具摩擦磨损性能的影响

摘要：

目的：优选陶瓷刀具表面微织构形貌,以获得减摩性能较好的微织构。方法采用摩擦磨损实验,单因素研究微织构对陶瓷刀具摩擦磨损性能的影响。测定不同形貌织构刀具的表面摩擦系数,对比其表面磨损形貌,并通过有限元分析软件ABAQUS对微织构表面摩擦过程进行有限元仿真分析,研究不同织构对刀具应力分布的影响。结果在载荷90 N、转速300 r/min、时间30 min的条件下进行摩擦磨损实验,无织构刀具表面摩擦系数约为0.42；放射状微织构刀具的微织构方向与对磨副运动方向垂直,其摩擦系数最低,约为0.35。有限元仿真分析表明,无织构刀具应力集中出现在对磨副与刀具接触的前沿,约16.68~18.19 MPa,应力集中容易引起局部磨损；微织构方向与速度方向垂直时,等效应力值约为21.96~31.37 MPa,应力分布更为均匀,应力较大值分布在微织构沟槽的两侧,刀具更耐磨。结论相比于无织构刀具,加工微织构会使得刀具表面摩擦系数降低,耐磨损性能提高,应力分布更为均匀。

关键词：微织构、陶瓷刀具、激光加工、摩擦磨损性能、摩擦系数、磨损形貌

分类号：TG156.99;TG71(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金50675038,51175092;广东省科技计划项目促进科技服务业发展专项计划2010A040203002;省部产学研结合科技创新平台项目2011A091000002Fund:Supported by National Natural Science Foundation of China50675038,51175092;Guangdong Technology Projects to Promote the Development of Technology Services Special Programs2010A040203002;The Provincial Ministry of Combination Technology Innovation Platform2011A091000002

在线出版日期：2015-10-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：33-39