【摘 要】
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钛合金由于具有密度小、比强度高、耐腐蚀等优异性能而被誉为"宇宙金属",但钛合金的低耐磨性限制了其更广泛的应用。随着航空航天科技的飞速发展,对钛合金的性能也提出了更高的要求。本研究利用激光技术在TC4钛合金样品表面刻蚀出间距分别为100μm,200μm,300μm,直径分别为100μm,150μm,200μm的点阵型织构和宽度分别为100μm,150μm,200μm的沟槽型及网格型织构,基于CSM摩
【机 构】
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中国地质大学(北京)工程技术学院,北京 100083
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
论文部分内容阅读
钛合金由于具有密度小、比强度高、耐腐蚀等优异性能而被誉为"宇宙金属",但钛合金的低耐磨性限制了其更广泛的应用。随着航空航天科技的飞速发展,对钛合金的性能也提出了更高的要求。本研究利用激光技术在TC4钛合金样品表面刻蚀出间距分别为100μm,200μm,300μm,直径分别为100μm,150μm,200μm的点阵型织构和宽度分别为100μm,150μm,200μm的沟槽型及网格型织构,基于CSM摩擦磨损试验机研究不同载荷下(1N,3N,5N)织构形状参数对钛合金摩擦学性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察钛合金表面织构的微观形貌及磨痕形貌,利用白光干涉仪测试表面织构和磨痕的三维轮廓。研究结果表明,随着载荷的增加,摩擦系数增大并且波动更显著。在相同实验条件下,网格型织构的摩擦系数比沟槽型和点阵型织构更小并且更稳定。织构的间距和宽度(直径)等形状参数显著影响钛合金的磨损性能。点阵型织构的单位磨损率最大,沟槽型织构次之,而网格型织构的单位磨损率最小。原始表面抛光钛合金样品磨损率高于表面织构处理后样品,原始钛合金样品的磨痕形貌表现为明显的犁沟和大量磨屑,磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损,而由于表面织构能起到收集磨屑,储存润滑油的作用,从而显著提升了钛合金的耐磨性。但并不是所有形状参数的织构都能达到提升钛合金耐磨性的效果,一些织构反而能增加钛合金表面的摩擦系数和磨损率,其中宽度和间距都为200μm的网格型织构最明显的提升了钛合金的耐磨性。
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