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激光冲击强化与表面织构协同作用对活塞环-缸套副摩擦性能的影响
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作者 钟林 陈俊名 +3 位作者 王国荣 康桂蓉 魏刚 廖文玲 《表面技术》 北大核心 2025年第11期63-73,共11页
目的针对储气库压缩机活塞环-缸套副的磨粒磨损和黏着磨损失效,创新性地提出利用激光冲击强化与表面织构协同来提升PTFE/42CrMo活塞环缸套副的润滑及耐磨性能的新方法。方法针对42CrMo缸套试样,首先采用脉冲能量为5 J、光斑直径为3 mm... 目的针对储气库压缩机活塞环-缸套副的磨粒磨损和黏着磨损失效,创新性地提出利用激光冲击强化与表面织构协同来提升PTFE/42CrMo活塞环缸套副的润滑及耐磨性能的新方法。方法针对42CrMo缸套试样,首先采用脉冲能量为5 J、光斑直径为3 mm、脉冲宽度为10 ns、搭接率为50%的激光工艺参数进行冲击强化处理;其次,在冲击强化后的42CrMo试样表面,采用激光烧蚀出直径约800μm、深度约100μm、面积比20%的均布圆形凹坑。基于UMT高频线性往复模块,在模拟载荷200 N、频率5 Hz、固相粉尘粒径10~20μm、质量分数1%的ISO VG 32润滑油浸没环境下,开展PTFE/42CrMo活塞环缸套副单元摩擦磨损试验研究,以摩擦因数、磨损量和磨损形貌等特征综合分析评价织构、激光冲击强化和二者协同作用下配对副的摩擦学性能。结果在模拟测试工况下,未作处理试样的平均摩擦因数为0.1406,总磨损量为1.188 mg,而经激光冲击强化与表面织构协同作用后,试样的平均摩擦因数为0.0699,总磨损量为0.670 mg,协同作用可使PTFE/42CrMo活塞环缸套副的摩擦因数降低约50%,耐磨性能提升了约43%,主要归因于织构可捕捉储存磨损产生的磨粒及激光强化可降低黏着磨损的协同作用,另一方面,激光冲击强化作用产生的表面残余压应力能够中和激光烧蚀织构区域的部分残余拉应力,从而有效消除了织构边缘的热效应缺陷,表面硬度的提升有效提升了配对副的抗磨性能。结论该研究为储气库压缩机复杂介质条件下活塞环-缸套副润滑及耐磨性能的提升提供了创新的解决思路。 展开更多
关键词 ptfe/42crmo摩擦副 激光冲击强化 表面织构 协同作用 摩擦性能
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