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| 沈陽機(jī)床配件激光微造型表面耐磨抗擦研究 | | 發(fā)布者：admin 日期：2012/5/30 點擊：337 | | | 沈陽機(jī)床配件采用聲光調(diào)Q二級管泵浦固體光源(DPSS) Nd: YAG激光器對缸套試件表面進(jìn)行了微造型網(wǎng)紋加工。在往復(fù)式活塞環(huán)-缸套摩擦磨損模擬試驗機(jī)上進(jìn)行了激光造型沈陽機(jī)床配件缸套試件與未造型光滑缸套試件的摩擦磨損性能對比試驗研究。試驗結(jié)果表明，在重載高速條件下，激光網(wǎng)紋試件與未造型試件相比，摩擦因數(shù)降低23 % ,磨損量降低66%，說明激光網(wǎng)紋溝槽具有貯油、積屑和動壓潤滑作用，同時激光加工的網(wǎng)紋淬火效應(yīng)也有利于提高支承表面的耐磨抗擦傷性。 缸套和活塞環(huán)是內(nèi)燃機(jī)一對重要的摩擦副，其摩擦學(xué)性能直接影響到內(nèi)燃機(jī)的功率輸出、使用壽命、油耗以及燃燒排放等重要指標(biāo)。該摩擦副的工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常處于高溫、高壓、高速和高沖擊負(fù)荷狀態(tài)。在氣缸與活塞環(huán)之間存在著從邊界潤滑、棍合潤滑到完全流體潤滑的各種狀態(tài)，其磨損也包含著磨粒磨損、粘著磨損和腐蝕磨損等多種形式沈陽機(jī)床配件。理論研究和大量工程實踐表明，摩擦副表面并非越光滑越好，一定的表面粗糙度反而有利于潤滑油膜的形成從而減小摩擦磨損。但是，對于傳統(tǒng)的機(jī)械珩磨和平臺珩磨，其珩磨溝槽是隨機(jī)形成的，紊亂無序，難以人為控制。激光表面微造型技術(shù)因其具有快速、低耗、清潔和易控制等一系列優(yōu)點.被認(rèn)為是一種特別適用的表面微造型手段。20世紀(jì)90年代后期，德國Gehring公司提出缸套激光珩磨技術(shù)概念(Laser Hoping)，利用高能量密度的激光束.進(jìn)行工件表面的激光刻劃，形成規(guī)則的珩磨溝槽，以顯著改善潤滑狀況。德國Gehring公司和奧地利Opel Powertrain公司的應(yīng)用研究表明，與采用平臺珩磨缸套的發(fā)動機(jī)相比，采用激光珩磨缸套，可使發(fā)動機(jī)的磨損、排放及油耗等方面的性能指標(biāo)得到明顯的改善。近年來，先后有學(xué)者開展了激光微造型技術(shù)在一些重要摩擦副，如缸套活塞環(huán)、機(jī)械密封、以及推力軸承，等方面的應(yīng)用研究。文獻(xiàn)〔8〕沈陽機(jī)床配件研究表明摩擦副表面采用激光微造型處理能很好地適應(yīng)高速、重載和高粘度潤滑油場合。國內(nèi)林子光研究了IAG激光網(wǎng)紋狀淬火處理技術(shù)，通過在汽缸壁上形成諸多的"微油池"，有利于活塞環(huán)與汽缸壁間的潤滑。為了考核激光微造型摩擦副表面的潤滑減摩、耐磨性能，本文作者利用"往復(fù)式發(fā)動機(jī)缸套/活塞環(huán)摩擦磨損模擬試驗裝置"，分別對光滑缸套試件和激光網(wǎng)紋缸套試件，在3種不同工況條件下，進(jìn)行摩擦磨損性能對比試驗研究。1 試驗條件及方法1.1 試件制備 本研究采用二極管泵浦Nd; YAG激光微造型設(shè)備激光器光束模式為TTM00輸出波長有1 064 nm和532nm 2種。采用聲光調(diào)Q控制產(chǎn)生脈沖激光，調(diào)Q重復(fù)頻率1~50 kHz。光束質(zhì)量系數(shù)M2< 2，發(fā)散角小于3 mrad，脈沖寬度小于或等于70 ns。該設(shè)備具有多維工作臺聯(lián)動，以及調(diào)Q沈陽機(jī)床配件開關(guān)、伺服電機(jī)、氣閥、光閘聯(lián)動控制等功能，可精確控制單個激光脈沖的輸出。采用優(yōu)化的激光工藝參數(shù)和特定的輔助工藝措施進(jìn)行激光微造型加工。獲得設(shè)計所要求的表面微觀幾何形貌，并經(jīng)過拋光處理，以去除激光微加土產(chǎn)生的毛刺和熔渣試件種類及具休要求試驗用缸套磨損試件。采用WykoNT1100測量的激光造型缸套試件表面網(wǎng)紋及三維形貌。 | | | | [返回] [打印] |
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