浸植物油激光凹坑填充試件表面的摩擦磨損性能

鄒 翩， 于愛兵， 秦 拓， 李克凡， 王貴林， 吳森凱

(寧波大學機械工程與力學學院， 浙江 寧波 315211)

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表面織構能夠用于儲存潤滑油、磨屑和磨粒，可有效改善加工表面的摩擦學特性，已在工程領域得到應用[1]。 將固體潤滑劑材料填充于試件表面凹坑織構內，織構作為固體潤滑劑的容器，能夠發揮固體潤滑劑的減摩性能，從而進一步提高織構試件表面的摩擦磨損性能[2，3]。 例如:Wu 等[4]在硬質合金凹槽織構內填充二硫化鉬能夠使織構表面摩擦系數降低20%～25%。Zimmerman 等[5]的研究表明在TiN 表面微坑織構內填充石墨能顯著提高材料的減摩性能。

聚酰亞胺(PI)是多孔材料，具備自潤滑特性，其內部連通的孔隙能夠儲存潤滑油[6]，是典型的固-液復合潤滑材料[7]。 浦玉萍等[8]通過對聚酰亞胺分別添加質量分數為5%的MoS2、Pb 和聚四氟乙烯(PTFE)后進行對比，表明發現PI/5%PTFE 復合材料的平均孔徑顯著增大。 上述學者將不同固體自潤滑材料進行混合，得到效果較優的復合固體潤滑材料的配比，由于潤滑液的潤滑效果比固體潤滑材料的潤滑效果更好，有學者考慮進一步將潤滑液和固體潤滑材料結合。 Li 等[9]用造孔劑的孔隙結構存儲潤滑油PAO6，將其填充到PTFE材料中制備出具有固液協同潤滑作用的摩擦副材料，此材料可實現超低摩擦。 趙歡等[10]采用熱壓固化工藝將六方氮化硼封裝于巴氏合金銷表面織構內，在礦物油潤滑條件下，能有效降低摩擦系數，減小磨損量。 上述工作研究表明，在凹坑內填充固體潤滑劑并采用礦物油潤滑或將礦物油浸入自潤滑材料中，可以在摩擦過程中進一步獲得較小的磨損量和摩擦系數。……