摩擦副表面激光微造型工艺试验研究

采用半导体泵浦YAG可倍频激光器,在灰铸铁摩擦副表面进行微观几何形貌的加工试验研究。本文分析了脉冲激光与金属材料相互作用的机理,系统研究了激光束功率密度、重复频率、扫描速度、脉冲宽度、辅助气体和表面涂层等因素对金属表面微加工质量影响,得到了优化的激光工艺参数组合,获取了较好的表面微造型加工质量。     

发动机气缸表面规则微观形貌的激光加工研究

摩擦副表面存在着与其润滑性能要求优化匹配的微观几何形貌。本文以发动机的气缸/活塞环为具体研究对象,基于气缸的摩擦磨损特征和润滑理论,对其表面的微观几何形貌进行了初步设计。采用半导体泵浦YAG固体激光器,在硼铸铁试样上进行了激光微造型加工工艺试验,系统研究了激光波长、激光功率、脉冲宽度、重复频率、扫描速度、重叠系数及辅助气体等,对金属材料激光微加工质量和效率的影响规律。并首次提出了“单脉冲同点间隔多次”激光微加工新工艺。最后,采用优化的激光参数组合,成功地在实际缸套内表面,加工出所设计的高质量表面微观几何形貌。     

激光微珩磨缸套润滑耐磨性能理论分析

基于摩擦学理论和缸套／活塞环的润滑磨损特征，采用激光微造型技术，在缸套内表面进行规则微观几何形貌的造型。通过分析缸套／活塞环摩擦副的物理模型，建立了具有规则微观几何形貌特征的缸套内表面润滑理论模型，用变异的多重网格法进行了数值求解，并对微观几何形貌参数进行了初步的优化设计。研究结果表明，即使在两个平面摩擦副上进行简单的激光微凹腔造型，也能维持良好的动压润滑效果。同时得出，微凹腔的面积占有率为15％、深径比为0．5时，润滑油膜厚度增加了10％-15％，平均摩擦力减小了20％，润滑减磨效果较好。