【摘 要】本文以45#钢为实验基体材料，采用激光熔凝技术对试样表面进行非光滑处理，通过激光处理后的非光滑表面试样的组织、性能变化及磨损性能进行研究，分析45#钢表面经过激光熔凝技术的处理后，耐磨性能得到提高。
　　【关键词】非光滑处理 激光熔凝 耐磨性
　　45#钢广泛应用于机械各个领域，为了使这种材料有更好的性能和使用寿命，世界许多学者对45#钢表面处理技术进行深入研究，尤其对该材料的耐磨性能进行大量实验。表面处理技术是唯一能改变材料耐磨性的方法，许多表面处理技术已经成熟，但是国内外广泛进行了材料表面强化技术的研究开发，新技术不断涌现，因此越来越多的科研人员开始关注并研究部件的耐磨性质。激光熔凝处理是激光表面改性的新技术之一，它以很高的功率密度在极短的时间内与金属交互作用，使金属表面局部区域瞬时加热到相当高的温度使之熔化，随后借助与冷态的金属基体吸热和传热作用使熔化的金属层快速凝固。因此，激光熔凝处理后金属材料具有独特的组织和性能特点，且处理工艺简单易行，成本低。
　　通过查阅相关文献资料发现，不同种类的生物体，由于形态不同具有非光滑的形态体表面，例如凸包形、凹坑形、鳞片形等类型，许多生物生活在沙土中，长期穿梭在沙石和泥土中，但其外壳表面不发生损坏，说明这种非光滑表面具有良好的耐磨性。研究学者研究得出，许多非光滑材料表面耐磨性要优于光滑表面。本文从工程仿生学的角度出发，以非光滑理论为基础，将激光熔凝技术处理金属表面和形态仿生学技术联系起来，以45#钢为实验基体材料，采用激光凝技术对试样表面进行非光滑处理，研究非光滑表面试样磨损性能，为磨损部件表面性能提高提供部分实验依据。
　　实验选用基体材料为45#钢，用铣床将45#钢加工成8mm×8mm×12mm的长方体，将实验样件分别用用粗糙度为200#和400#砂纸处理各个表面，使各个表面粗糙度达到一致，尽量满足各个面对激光的吸收率相同。
　　本实验采用型号为JMG-GY-300D脉冲激光发射器，使用调试适当参数的激光器对样件表面进行处理。激光额定输出功率为320W，脉宽0.6ms，频率50Hz，工作台是X-Y-Z三坐标精密机床，属于自动控制系统。本次试验试样分为两组，分别在不同电流下和不同的扫描速度下进行磨损对比试验。测量方法是将不同电流下和不同扫描速度下6个试样分别制备成金相试样。首先分别使用400#、600#和1000#砂纸进行细磨，使用金相显微镜观察，直到没有划痕为止。对试样进行磨损实验，将试样放在M-200磨损试验机上对其进行磨损性能测试。首先在FA2004N天平仪上测量原试样质量，再将试样放在试验机上磨损，5分钟后将试样取出并再次测量其质量，记录两次质量的差值。并算出每个试样的总质量之差。
　　由表1可以看出，试样的失重量在激光加工电流180A、200A、210A时分别为7.9mg、6.9mg、6.2mg，所以抗磨损性能也随激光加工的电流增大而增加。随激光加工电流，非光滑单元体的深度和宽度均增大，增大了其表面的粗糙度，从而导致非光滑单元体面积比、体积增大，使磨料与基体材料接触的几率降低，增大了磨料刺入基体材料的难度，磨过较硬的非光滑单元体范围加大，因此磨损失重量减小，耐磨性提高。
　　结语
　　非光滑单元体对材料的磨损起到一定的阻碍作用，加工的各种非光滑表面试样耐磨性均优于光滑表面试样。在非光滑单元体尺寸、组织和硬度综合作用下，在较高扫描速度或较大电流下获得的非光滑试样磨损性能较好。