磨料粒度对表面微织构纯钛干摩擦性能的影响

来源：机械工程学报杂志2017年第24期北京时间：

作者：李星亮, 岳文, 黄飞, 康嘉杰, 付志强

单位：1. 中国地质大学(北京)工程技术学院 北京 100083;2. 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所精密制造技术航空科技重点实验室 北京 100076;3. 中国地质大学(北京)深部地质钻探技术国土资源部重点实验室 北京 100083

摘要：为了提高钛及钛合金钻具在超深钻探、深海钻探和外太空钻探工程中的减摩抗磨性能。利用激光表面加工技术在工业纯钛（TA2）表面制备了不同参数的点阵微织构。采用MS-T3000摩擦磨损试验机测试了微织构钛合金在不同粒度模拟月壤作用下的摩擦学性能。利用扫描电子显微镜和能谱分析仪分析磨痕形貌及元素含量。研究结果表明：当磨料粒度小于微织构点阵的直径时，磨料压入微织构点阵里，磨料具有滚动和滑动两种运动方式。当粒度大于微织构点阵的直径时，磨料不能完全压入微织构点阵里，磨料对微织构TA2表面产生了滑动犁削作用。由于两种磨料磨损的作用机理不同，同等条件下，小粒度的磨料作用下的微织构TA2的摩擦因数和磨损率较大粒度磨粒作用下的最大减少量分别为50%和53%。考虑磨料粒度与微结构的匹配性，可以大大降低摩擦减少磨损。

关键词：激光表面微织构,摩擦学性能,磨料粒度,磨料磨损,钛合金；

基金资助：国家自然科学基金（41572362，U1537108）、北京市自然科学基金（3172026）、中央高校基本科研业务费（2652015077）、装备预研中航工业联合基金（6141B05090401）和“十三五”装备预研共用技术（41423020304）资助项目。