摘要

本文利用仿真实验和摩擦磨损实验探究沟槽织构涂层如何改善40Cr表面摩擦磨损性能。在仿真实验方面,利用激光加工织构的实际截面形貌建立较真实单元沟槽织构的流体动力学模型,获得不同沟槽织构参数组合对模型摩擦磨损性能的影响。在摩擦磨损实验方面,利用多功能摩擦磨损试验机对不同沟槽织构涂层试样进行摩擦磨损试验,利用高精度水平仪对摩擦磨损试验前后质量变化进行磨损量的统计,利用超景深显微镜进行磨痕面积的分析,探究摩擦系数、磨损量和磨损面积与织构几何参数的变化关系。结果表明,在仿真方面,随着沟槽织构宽度的增加,垂直方向的承载力均呈现先增后减的趋势;在试验方面,沟槽织构和涂层的存在极大改善了40Cr试样表面的摩擦磨损性能,随着沟槽织构宽度和深度的增加,摩擦系数、磨损量、磨痕面积均呈现先减小后增大的趋势,仿真结果与试验结果相互验证。