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摘要
目的针对活塞环在高温高压，循环往复的惯性力等工况下与气缸极易磨损的问题，本文以栓盘模型为试验对象，研究圆形微织构对铜基自润滑复合材料的摩擦磨损性能，以期提高两者的耐磨损性能。明确微织构在不同工况下与复合材料摩擦磨损行为之间的联系，建立表面微织构设计准则。方法采用CT-MF20型光纤雕刻激光打标机在45钢表面加工制备出直径为0.2 mm的圆形微织构，并通过栓-盘形式在HT-1000型摩擦磨损试验机上对圆形织构化45钢进行摩擦性能试验，考察圆形微织构在不同载荷（2、10、20 N）及不同滑动距离（1.88m和18.84 m）下的摩擦磨损情况，而且借助扫描电子显微镜（SEM）分析摩擦表面的显微结构和形貌，通过能谱仪（EDS）结果分析摩擦表面元素积累情况。此外，为了与之形成对比每组均设有无织构的45钢试验。结果 在摩擦试验中，圆形织构载荷是20N滑动距离为18.84 m时摩擦磨损性能最优，平均摩擦系数降幅随着滑动距离的增加从11%增加到23.5%，同时栓和盘表面形貌磨损也明显比其他条件的试件要小。在EDS结果中发现圆形织构表面的氧元素更多，集中分布在织构里。结论当载荷是20 N滑动距离为18.84 m时圆形织构减摩效果最好，摩擦系数稳定，栓盘磨损表面变得光滑，是因为圆形织构盘表面棘轮效应明显形成连续稳定的转移润滑膜，从而减小磨损。
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单位机电工程学院; 兰州交通大学
