阵列凹坑激光织构化表面耐磨损性能研究

摘要：

针对石油钻探井口机械在长期高频、高负载工况条件下重要受力部件牙板极易磨损的问题,采用激光在牙板表面制备阵列凹坑,以提高其耐磨损性能.利用波长1 064 nm、功率500 W的多功能脉冲激光加工机对牙板42CrMo合金钢表面进行激光织构化处理,制备出直径为800μtm,间距分别为1.8、1.5、1.2 mm的阵列凹坑;分别用金相显微镜和超景深三维显微镜观察试件表面二维和三维形貌;利用MMH-5环块三体摩损试验机进行了摩擦实验,通过摩擦前后的试件质量差和磨损区域表面厚度的变化,比较了激光织构化处理前后表面的耐磨损效果,分析了耐磨损的机理,并研究了阵列凹坑不同间距对滑动摩擦耐磨性能的影响.结果表明,在相同摩擦工况条件下,阵列凹坑激光织构化表面比未织构表面耐磨损性能要好,并且凹坑占有率越大,磨损量越小,间距为1.2 mm的织构化表面磨损量减少86.03％.磨损机制主要为磨粒磨损.阵列凹坑结构化表面耐磨损性能提高的主要原因有:一是激光相变硬化作用,提高了试件表面硬度;二是阵列凹坑织构表面在摩擦过程中对犁沟起到破坏作用,从而减缓了磨粒磨损.

关键词：激光加工、织构化表面、阵列凹坑、耐磨损

所属期刊栏目：38

分类号：TH117.1

资助基金：国家自然科学基金;江苏省自然科学基金青年项目;南通市应用基础研究资助项目;江苏省精密与微细制造技术重点实验室开放基金;江苏省"青蓝工程"项目

在线出版日期：2018-06-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：70-75