织构对铝合金表面润湿性和摩擦学性能的影响
织构对铝合金表面润湿性和摩擦学性能的影响
为研究表面织构和润湿性对表面摩擦学性能的影响,利用激光加工技术在5083船用铝合金表面分别加工圆台形和正方形凹坑织构,结合低表面能修饰和溶胶-凝胶法涂覆SiO2,制备出具有不同润湿性的疏水/油表面。采用往复摩擦实验机,实验研究表面在水、海水和油中的摩擦学性能。
基于Reynolds方程分别建立圆台形和正方形凹坑织构在流体动压润滑状态下的数学模型,并对润滑膜无量纲平均压力进行数值求解,理论分析了表面织构对摩擦学性能的影响。主要研究内容和结果如下:激光加工并结合低表面能修饰和涂覆SiO2制备出超疏水/疏油的铝合金表面,且随凹坑深度的增大,表面的水、海水和油接触角增大。
正方形凹坑织构表面的疏水/油性能优于圆台形凹坑织构表面。当凹坑深度为30μm时,正方形凹坑织构表面的水、海水和油接触角分别达到163.3°、155.8°和128.7°。
涂覆SiO2改变了液滴与表面的黏附力,使表面的水和海水滚动角减小至2.1°和3.5°。摩擦学实验结果表明,超疏水/疏油铝合金表面的减摩耐磨性能大幅度提高。
且凹坑深度30 μm织构表面的减摩耐磨性能优于凹坑深度为15 μm的表面,圆台形凹坑织构表面的减摩耐磨性能优于正方形凹坑织构表面。圆台形凹坑织构表面在水、海水和油中的摩擦系数比光滑表面分别减小了30.5%、34.8%和48.9%。
海水介质中的摩擦系数小于水介质中的,但是磨损量却大于水介质中的。海水腐蚀物减小了摩擦系数,但却增大了磨损量,对摩擦学性能具有双重效应。
润滑膜无量纲平均压力数值求解结果表明,织构润滑膜无量纲平均压力随凹坑深度的增大先增大后减小,当凹坑深度为75μm时,润滑膜无量纲平均压力最大。圆台形凹坑产生的润滑膜无量纲平均压力约是正方形凹坑的2.4倍。
因此,圆台形凹坑织构表面的减摩耐磨性能优于正方形凹坑织构表面,理论计算结果印证了摩擦学实验结果。为优化织构表面摩擦学性能,理论计算了摩擦滑动方向、凹坑深径比及面积率对润滑膜无量纲平均压力的影响。
当摩擦滑动方向夹角为0°时,正方形凹坑织构润滑膜无量纲平均压力达到最大值1.47。圆台形凹坑深径比和面积率分别为0.3和55%时,润滑膜无量纲平均压力达到最大值10.1。
正方形凹坑深径比和面积率分别为0.35和63%时,润滑膜无量纲平均压力达到最大值8.1。
铝合金阳极氧化层摩擦系数
铝合金阳极氧化层摩擦系数
摩擦是物体表面接触时产生的相对运动阻力，而摩擦系数则是描述物体摩擦特性的重要参数之一。铝合金是一种常见的金属材料，而阳极氧化层是一种常用的表面处理方法，可以提高铝合金的耐腐蚀性和硬度。本文将探讨铝合金阳极氧化层的摩擦系数及其相关影响因素。
摩擦系数是指两个物体相对运动时所产生的摩擦力与法向压力之比。对于铝合金阳极氧化层来说，其摩擦系数受多种因素影响，包括材料的硬度、表面粗糙度、润滑状态等。
铝合金的硬度对其阳极氧化层的摩擦系数有重要影响。一般来说，阳极氧化处理可以显著提高铝合金的硬度，从而降低摩擦系数。这是因为阳极氧化层能够形成一层致密的氧化膜，使得铝合金表面更加平滑，减少接触面积，从而减小摩擦力。而且，阳极氧化层还能增加铝合金的抗磨损性能，延长其使用寿命。
表面粗糙度也会对铝合金阳极氧化层的摩擦系数产生影响。表面粗糙度是指铝合金表面的凹凸不平程度，一般用Ra值来描述。研究表明，当表面粗糙度较小时，阳极氧化层的摩擦系数会降低。这是因为阳极氧化层的形成可以填充铝合金表面的微小凹陷，使得表面变得更加平整。此外，阳极氧化层还能改善铝合金的表面润滑性，减小摩擦力和磨损。
润滑状态也是影响铝合金阳极氧化层摩擦系数的重要因素之一。润滑状态可以分为干摩擦和润滑摩擦两种情况。在干摩擦状态下，阳极氧化层的摩擦系数相对较高，摩擦力较大。而在润滑摩擦状态下，阳极氧化层的摩擦系数较低，摩擦力较小。因此，在实际应用中，通过添加润滑剂或采用润滑方式可以有效降低铝合金阳极氧化层的摩擦系数。
环境温度和湿度也会对铝合金阳极氧化层的摩擦系数产生影响。一般来说，温度越高，湿度越大，阳极氧化层的摩擦系数会增加。这是因为在高温和潮湿的环境下，氧化膜中的水分和氧气会与金属表面发生反应，形成氢氧化铝等物质，增加摩擦力和磨损。
铝合金阳极氧化层的摩擦系数受多种因素影响，包括材料硬度、表面粗糙度、润滑状态、环境温度和湿度等。通过调节这些因素，可以有效控制铝合金阳极氧化层的摩擦特性，从而满足不同工程应用的需求。未来的研究可以进一步探索材料的微观结构与摩擦系数之间的关系，以提高铝合金阳极氧化层的性能和应用范围。
微凹坑织构表面摩擦学性能的实验研究
２０１３年５月 第３８卷第５期 润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴ１０Ｎ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｍａｖ ２０１３ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．５
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４—０１５０．２０１３．０５．００４
微凹坑织构表面摩擦学性能的实验研究
符永宏 汤伯虎
（１．江苏大学机械工程学院江苏镇江２１２０００ 纪敬虎 张华伟 华希俊
２．山东济南发电设备厂有限公司 山东济南２５００００）
摘要：采用调Ｑ半导体泵浦ＹＡＧ激光器，利用“单脉冲同点间隔多次”激光微加工特殊工艺，在４５ 钢试样表面
加工出具有不同几何参数的表面织构。在ＵＭＴ－２型多功能摩擦磨损实验机上，考察富油润滑条件下微凹坑的面积占有 率和深度对摩擦因数的影响规律，并研究不同工况条件下织构试样表面摩擦因数的变化规律。实验结果表明：在高速轻
载工况下，与未织构试样相比，微凹坑表面织构具有显著的减摩润滑作用；微凹坑的面积占有率为１５％，深度为５ ｍ 时，摩擦副的摩擦因数最低，最大降幅约为５０％；但在中速中载和低速重载的条件下，织构试样的摩擦因数反而大幅
增加。对试样表面的磨损形貌的考察结果表明，微凹坑织构表面具有显著的抗磨耐磨效果。 关键词：激光表面织构；摩擦因数；磨损；往复运动
中图分类号：ＴＨ１１７．１文献标识码：Ａ文章编号：０２５４—０１５０（２０１３）５—０１９—５
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
Ｌａｓｅｒ Ｔｅｘｔｕｒｅｄ Ｍｉｃｒｏ．ｄｉｍｐｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅ
Ｆｕ Ｙｏｎｇｈｏｎｇ Ｔａｎｇ Ｂｏｈｕ Ｊｉ Ｊｉｎｇｈｕ Ｚｈａｎｇ Ｈｕａｗｅｉ。Ｈｕａ Ｘｉｊｕｎ
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２ １ ２０００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｏｗｅｒ．Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆａｃｔｏｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｊｉｎａｎ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２５００００，Ｃｈｉｎａ）
刀具表面微织构的研究现状与进展
刀具表面微织构的研究现状与进展
王英姿
【期刊名称】《《山东理工大学学报（自然科学版）》》
【年(卷),期】2019(033)005
【总页数】6页(P39-44)
【关键词】微织构; 加工方法; 表面形貌; 减磨机理
【作 者】王英姿
【作者单位】济南大学 材料科学与工程学院 山东 济南250022
【正文语种】中 文
【中图分类】TH117.1
切削加工过程中，刀具表面与工件之间存在着剧烈的摩擦接触，使得切削接触区存在温度高、刀具磨损快、切削力大以及工件表面质量低等问题。尤其是在高速切削、干切削以及切削难加工材料过程中，切削力更大、温度更高、切削环境极为恶劣，使得刀具寿命也随之降低。
随着对摩擦学研究不断的深入，人们发现并不是表面越光滑摩擦学性能越优异，反而是像穿山甲、鱼鳞等具有微小结构的表面，具有高耐性磨、低摩擦系数等优点。刀具表面微织构是指利用生物仿生学原理，在摩擦表面加工出一定尺寸、形状的微米级结构[1]，从而提升刀具的切削性能以及摩擦学性能。在刀具发生摩擦的区域加工出一些微坑或微沟槽阵列结构，更有利于润滑介质的渗入、成膜，有助于提高润滑效果，起到减摩的作用；从而抑制工件材料粘刀现象，减缓刀具磨损，延长刀具耐用度。近年来，对刀具表面织构的研究越来越多，人们对刀具表面织构的认识越来越深刻。表面微织构具有减少刀-屑接触长度、存储润滑剂和捕捉磨屑等作用[2]，已经成功应用在刀具表面上[3]。微织构形貌从最初的凹坑、凹槽 凸包状，变为更复杂的正弦、椭圆、圆阵列和鱼鳞状等[4]，如图1所示。不同形状的微织构对刀具表面的摩擦学性能的影响必然不同。因此，研究不同微织构的形貌，将明显提高刀具的使用寿命和摩擦学性能，并降低切削过程的切削力和切削温度，改善工件表面的加工质量[5]。
1 微织构加工方法及形貌
与传统的刀具相比，微织构刀具的使用寿命、摩擦学性能明显提高，并且具有储存润滑剂、减少刀-屑接触长度、降低切削力和切削温度等优点。目前常用的微织构加工方法包括：激光加工[6]、电火花加工[7]、光刻技术[8]、磨料射流加工[9]、磨削加工[10]、聚焦离子束加工[11]等，在刀具方面应用广泛的为激光加工、电火加工和光刻技术。
聚氨酯与铝合金的摩擦性能
聚氨酯与铝合金的摩擦性能
聚氨酯与铝合金的摩擦性能
摩擦是我们日常生活中一个常见的现象，而聚氨酯和铝合金两者之间的摩擦性能是一个非常有趣和重要的研究课题。在本文中，我将深入分析聚氨酯和铝合金的摩擦性能，并分享我的观点和理解。
1. 聚氨酯和铝合金的介绍
聚氨酯是一种由聚合物组成的材料，它具有良好的耐磨性、抗老化性和耐化学品性能。聚氨酯广泛应用于橡胶制品、塑料制品、涂料和粘合剂等领域。相比之下，铝合金是一种由铝和其他合金元素组成的材料，具有较低的密度、优异的导热性和良好的强度。铝合金广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和电子行业。
2. 摩擦力和摩擦系数
在研究聚氨酯和铝合金的摩擦性能之前，我们首先需要了解摩擦力和摩擦系数的概念。摩擦力是两个物体之间相互接触时产生的阻碍相对滑动运动的力量。而摩擦系数则是描述两个物体之间摩擦力大小的物理量，通常表示为μ。摩擦系数越大，两个物体之间的摩擦力越大。
3. 聚氨酯和铝合金的摩擦性能 3.1 摩擦系数
实验证明，聚氨酯和铝合金的摩擦系数通常在0.2-0.6之间。具体数值取决于摩擦表面的粗糙度、压力、温度和润滑条件等因素。聚氨酯具有较低的摩擦系数，这可以归因于其弹性和柔软的特性。另铝合金的摩擦系数通常较高，这可以归因于其硬度和金属表面的特性。
3.2 摩擦磨损
在聚氨酯与铝合金之间的摩擦过程中，摩擦磨损是一个重要的关注点。实验结果显示，聚氨酯和铝合金之间的摩擦磨损程度取决于加载力、滑动速度和接触面的条件。聚氨酯通常具有较低的磨损率，并且能够在较长时间内保持相对稳定的摩擦性能。相比之下，铝合金在高负荷和高温下易发生表面磨损和划伤。
4. 影响摩擦性能的因素
除了上述提到的加载力、滑动速度和接触面条件外，还有一些其他因素会影响聚氨酯和铝合金的摩擦性能。首先是润滑剂的选择和使用。适当的润滑剂可以减少摩擦系数和磨损，提高摩擦性能。其次是表面处理技术。通过表面处理，可以改善铝合金的表面硬度和润滑性，从而提高摩擦性能。
表面微织构对径向滑动轴承摩擦特性的影响
表面微织构对径向滑动轴承摩擦特性的影响
表面微织构对径向滑动轴承摩擦特性的影响
摘要：表面微织构是一种通过在轴承表面形成微小凹凸结构的方法，旨在改善轴承的摩擦特性。本文通过实验研究，探讨了不同表面微织构参数对径向滑动轴承摩擦特性的影响。结果表明，在适当的微织构参数下，可以显著降低轴承的摩擦系数、摩擦损失和温升。
1. 引言
径向滑动轴承作为一种常用的机械传动装置，在工业生产中具有广泛的应用。然而，摩擦和磨损是径向滑动轴承工作中产生能量损耗的主要因素，也是制约其使用寿命和性能的关键因素之一。为了改善轴承的摩擦特性，减少能量损耗，研究者们提出了很多方法，其中表面微织构技术备受关注。
2. 表面微织构的原理
表面微织构通过在轴承表面形成微小凹凸结构，有效改变了摩擦副之间的接触方式，从而影响了摩擦特性。常用的微织构方式包括球形织构、柱形织构和沟槽织构等。这些微织构能够在减小摩擦副接触面积的同时，提供额外的润滑腔，改善润滑情况。
3. 实验方法
本研究使用了自行设计的实验装置，并选择了不同的表面微织构参数进行实验研究。实验中使用了扩展的潜油润滑方式，以模拟真实工作条件。通过测量摩擦系数、摩擦损失和轴承温升等指标，评估了不同微织构参数对径向滑动轴承摩擦特性的影响。
4. 实验结果与分析 实验结果显示，微织构可以显著降低径向滑动轴承的摩擦系数。在合适的微织构参数下，摩擦系数可降低30%以上。这是因为微织构能够有效减小摩擦副间的接触面积，减少了接触变形和局部应力集中。此外，微织构还提供了额外的润滑腔，增加了润滑油膜的厚度，从而减小了接触压力。
此外，微织构还能减小径向滑动轴承的摩擦损失。在实验中，我们发现，在适当的微织构参数下，摩擦损失可降低50%以上。这是因为微织构可以有效改善润滑情况，减小了润滑油膜的挤压损失和黏附损失。此外，微织构还能减少表面的磨粒生成，降低了微粒磨损产生的能量损耗。
织构滑移表面对滑块轴承摩擦学性能的影响
第４１卷第３期 ２０１３年３月 华南理工大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．３ Ｍａｒｃｈ ２０１３
文章编号：１０００—５６５Ｘ（２０１３）０３—０１０１．０７
织构滑移表面对滑块轴承摩擦学性能的影响术
林起釜 魏正英 王宁 陈渭
（西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，陕西西安７１００４９）
摘要：为了揭示表面织构对轴承摩擦学性能的影响以指导轴承微织构的优化设计，采
用速度滑移边界表征表面织构宏、微观相互作用的综合效果，并将其施加到有微织构的轴
承表面，研究了织构的分布位置、面积等宏观参数对滑块轴承摩擦阻力和承载能力的影响
规律．分析结果表明：表面织构可以降低轴承的摩擦阻力，且织构面积越大减阻效果越显
著；低速时减阻能力与织构分布位置无关，高速时织构越靠近出口减阻效果越好；表面织
构的分布位置对轴承承载能力的影响显著且复杂，特别是无量纲织构区域的起始点和终
止点的位置；轴承表面完全织构化将显著降低承载能力；表面织构位于进口时可以提高承
载能力，位于出口时将会降低承载能力．上述结果说明合理的表面织构设计可以有效提高
轴承的摩擦学性能．
关键词：表面织构；滑块轴承；摩擦学性能；速度滑移；摩擦阻力；承载能力
中图分类号：ＴＨ １１７．２ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－５６５Ｘ．２０１３．０３．０１５
在固体表面上加工出具有一定尺寸（微纳米
级）、形状和排列的微小结构阵列（如微凹坑阵列或
微沟槽阵列等）的技术称为表面织构技术．微纳米
加工制造技术的发展为在固体表面上加工需要的微
纳米级织构提供了多种手段，极大地推动了表面织
构技术的发展．Ｗａｔａｎａｂｅ等 对加工有微织构的超
疏水性圆管的研究发现，微织构可使壁面阻力减小
搅拌摩擦沉积增材2219_铝合金组织及性能
引用格式：王瑞林，杨新岐，唐文珅，等. 搅拌摩擦沉积增材2219铝合金组织及性能[J]. 航空材料学报，2024，44(1)：152-162.
WANG Ruilin，YANG Xinqi，TANG Wenshen，et al. Microstructure and properties of 2219 aluminum alloy fabricatedvia additive friction stir deposition[J]. Journal of Aeronautical Materials，2024，44(1)：152-162.
搅拌摩擦沉积增材2219铝合金组织及性能
王瑞林1*, 杨新岐1*, 唐文珅1, 罗 庭1, 赵耀邦2, 窦恩慧2
（1．天津大学 材料科学与工程学院，天津 300354；2．上海航天精密机械研究所，上海 201600）
摘要：在主轴转速250～350 r/min、横向移动速度50～150 mm/min工艺参数下进行2219-T87铝合金搅拌摩擦沉积
增材（additive friction stir deposition，AFSD）实验，探究工艺参数与多层热循环对沉积层宏观成形、微观组织和力学
性能的影响。结果表明：在主轴转速250 r/min，移动速度100 mm/min工艺参数下可获得成形良好的单道16层增
材试样。增材区晶粒尺寸发生显著细化，在4～6 μm之间，细小等轴晶组织取代沉积棒料粗大的无规则晶粒组
织。增材试样发生剧烈的动态再结晶，整体再结晶晶粒在80%以上，试样底部（第1层）受到多次热循环影响，再结
晶晶粒达到91.8%。增材区域织构基本由Cube、Copper、P和RtB四种再结晶织构以及S、T和Brass织构构成。
增材试样的硬度和抗拉强度相比于沉积棒料都明显降低，其中，第16层沉积层硬度最大为80HV，约为沉积棒料母
材的55.6%；第1～8层沉积层硬度均匀在60HV。增材区水平（longitudinal direction，LD）方向第9～16层和
表面粗糙度对铝合金材料接触热阻的影响
表面粗糙度对铝合金材料接触热阻的影响
表面粗糙度是指表面上的微小凹凸等不平的程度，它是影响物体表面的物理性质和外观的一个重要因素。对于铝合金材料，表面粗糙度也会影响其接触热阻。
首先，表面粗糙度会影响铝合金材料的表面状态，从而影响表面接触性能。粗糙的表面在接触时，表面缝隙变大，就会导致接触面积减小，这样会使接触阻力增加，从而导致接触热阻增大。相反，如果表面光滑，则表面缝隙小，接触面积大，接触阻力低，接触热阻也会降低。
其次，表面粗糙度会影响表面微结构，从而影响接触热阻。粗糙的表面微结构不规则，表面气泡易于形成，表面空气层会阻碍热量的传递，从而导致接触热阻增大。相比之下，光滑的表面微结构规则，表面气泡不易形成，表面空气层也不会阻碍热量的传递，从而能够降低接触热阻。
此外，表面粗糙度会影响表面润湿性，从而影响接触热阻。粗糙的表面水分不能被完全吸收，表面润湿性差，接触面积小，接触阻力大，导致接触热阻增大。相反，光滑的表面水分能够被完全吸收，表面润湿性好，接触面积大，接触阻力小，从而能够有效降低接触热阻。
总之，表面粗糙度对铝合金材料接触热阻有着重要的影响。粗糙的表面会影响表面接触性能，影响表面微结构，影响表面润湿性，从而导致接触热阻增大；而光滑的表面可以有效改善上述问题，从而降低接触热阻。因此，在制作铝合金材料时，应当注意表面粗糙度的控制，确保其表面光滑，从而提高接触热阻的效果。
210984049_铜表面纳尺度沟槽织构的摩擦学性能
表面技术 第52卷 第3期 ·134· SURFACE TECHNOLOGY 2023年3月
收稿日期：2022–02–21；修订日期：2022–06–10 Received：2022-02-21；Revised：2022-06-10 基金项目：国家自然科学基金（52075247、U2037603）；固体润滑国家重点实验室开放基金（LSL-1901） Fund：The National Natural Science Foundation of China (52075247, U2037603); Open Fund of State Key Laboratory of Solid Lubrication (LSL-1901) 作者简介：汪国庆（1998—），男，博士研究生，主要研究方向为新型超声电机技术。 Biography：WANG Guo-qing (1998-), Male, Doctoral student, Research focus: new ultrasonic motor technology. 通讯作者：赵盖（1987—），男，博士，副教授，主要研究方向为聚合物摩擦学及表面改性技术。 Corresponding author：ZHAO Gai (1987-), Male, Doctor, Associate professor, Research focus: tribology and surface modification technology of polymer. 引文格式：汪国庆, 曹鑫鑫, 赵盖,
等. 铜表面纳尺度沟槽织构的摩擦学性能[J]. 表面技术, 2023, 52(3): 134-142. WANG Guo-qing, CAO Xin-xin, ZHAO Gai, et al. Effect of Groove on the Tribological Properties of Copper from a Nanoscale[J]. Surface Technology, 2023, 52(3): 134-142. 铜表面纳尺度沟槽织构的摩擦学性能
表面织构改善摩擦磨损性能的研究进展
２０１３年第８期 邱孝聪等：表面织构改善摩擦磨损性能的研究进展 区域为低密度、两端为高密度的织构相比均匀分布时 具有更好的减摩效果，反之则会得到相反的效果。 ｏ ｏｏｏ ＩＯ Ｏ ｏｏｏ ｏ ｏｏｏ‘ ＩＯ Ｏｏ ＯＯ ｏｏｏ Ｏ● ，Ｏ ｏｏｏｏ ｏｏＯ Ｏ● ，ｏ ｏｏ Ｏ Ｏ ｏｏｏｏ● ’ＯｏＯ ｏｏ ｏｏＯ ＯＩ ＇ｏ ｏｏｏＯ ｏ ｏ ｏ ＯＩ ，Ｏ ｏ ＯｏＯ ｏ ｏｏ ＯＩ ’Ｏ Ｏ Ｏ ｏＯ ｏ ｏ Ｏ ｏＩ ’Ｏ ０ ｏｏｏ ｏｏｏ ＯＩ ｝ｏ Ｏｏｏｏ 图５微凹坑分布形式示意图 Ｆｉｇ ５ Ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏ・－ｄｉｍｐｌｅ ２．２．２织构形状 织构的形状对摩擦磨损性能有重要的影响。 Ｓｈｉｎｋａｒｅｎｋｏ等…对光滑的橡胶表面和激光造型的硬 质表面在流体润滑下的摩擦学性能进行研究，结果表 明：存在最优的织构面积密度和深径比使得承载力最 大，且减小了摩擦力。韩中领等 对凹坑表面形貌 在面接触润滑状态下的减阻研究表明，在面接触润滑 条件下，从乏油润滑到全膜润滑的过程中，当凹坑深 度和摩擦副间距大小相当时（如图６所示），摩擦阻 力最小。Ｓｉｒｉｐｕｒａｍ等。。 对截面形状分别为圆形、正 方形、菱形、正六边形以及正三角形的微凸体和微凹 坑对动压润滑的影响进行了实验研究，结果表明：在 深度不变的情况下，摩擦因数对截面形状不敏感，但 是对截面大小很敏感；泄漏率对截面形状和截面大小 都很敏感。Ｚｕｍ等 对网状沟槽和微凹坑的摩擦学性 能进行的研究表明，网状沟槽具有更大的摩擦因数和 更小的油膜厚度。 ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ Ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ａ ｐａｉｒ ｏｆｓｕｒｆａｃｅｓ ｄｌｌ￣ｍ 图６最优化深度和摩擦副间距的关系 Ｆｉｇ ６ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｄｅｐｔｈ ａｎｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ａ ｐａｉｒ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅｓ ２．２．３表面粗糙度 黄平等人 研究了表面粗糙度对线接触低弹性 模量弹流润滑性能的影响，结果表明：在小波数区， 粗糙度的峰高、波长和相位的变化对润滑各特征膜厚 的影响十分明显，随着粗糙度的波数增大，粗糙度的 影响趋于稳定；粗糙度峰高是使膜厚均值和幅值增加 的根本因素，且膜厚均值和幅值基本上等于粗糙度幅 值。王顺等人 的实验研究表明，表面粗糙度幅值 在混合润滑时对摩擦力的影响较大，且随速度增加而 增强，边界润滑时影响很小。马国亮等 对不同粗 糙度条件下硅橡胶表面织构润滑特性的研究表明，在 较低的滑动速度下，表面织构会增大光滑ＰＤＭＳ试样 的摩擦因数，但是会降低粗糙ＰＤＭＳ试样的摩擦因 数；当摩擦副处于混合润滑时，粗糙度并非越小越 好，而是具有一个最优粗糙度的范围。 ２．２．４速度和载荷 速度和载荷也是重要的影响因素。Ｋｏｖａｌｃｈｅｎｋｏｒ 等 的结果表明：在较低滑动速度下，随着速度的 增加，各钢盘的摩擦因数都减小，表面织构增加了油 膜厚度，所以织构化钢盘的摩擦因数明显低于未织构 化钢盘，但高密度织构化钢盘因为表面粗糙度的增加 反而使摩擦因数增大；在较高滑动速度下，摩擦副表 面都进入完全流体润滑状态，织构化钢盘和未织构化 钢盘的摩擦因数相差不大；织构化钢盘在高速、高载 和高黏度润滑油下有更好的摩擦学性能。吕文斐 等 的研究表明，在Ｈｅｒｓｅｙ数较小时，纹理表面试 样的摩擦因数不如光滑表面试样，随着润滑剂黏度、 运行速度的增大和载荷的减小，纹理的引人才能提高 材料的摩擦学性能。王顺等人 的研究表明，在弹 流润滑下，摩擦因数随着速度降低而减小；在混合润 滑下，摩擦因数随着速度降低而增大；在边界润滑 下，摩擦因数随速度降低变化很小并趋于某一定值。 ３结束语 目前对表面织构的研究成果主要包括： （１）在干摩擦条件下，表面织构能够容纳磨屑、 减少犁沟，提高摩擦副的耐磨性；在有润滑剂的条件 下，有利于形成流体动压润滑，起到提高表面承载 力、耐磨性以及降低摩擦因数的作用。 （２）织构分布、织构形状、表面粗糙度、速度、 载荷等对摩擦副摩擦学性能有很大的影响。 （３）表面凹坑或凹槽可以储存润滑油，缩短形 成润滑油膜的时间，提高润滑油膜的稳定性，从而减 少磨损、降低摩擦因数。 从国内外研究表面织构对摩擦学性能的现状和发 展趋势来看，已取得了丰硕的成果，但是缺乏系统性 和综合性，还需在以下几方面进行深入的研究和突破： （１）深入系统的研究表面织构参数在各润滑条 件下的作用机制，从而能根据实际条件选择合理的表 目ｎ／蕾 ｌｄｕ 润滑与密封 第３８卷 面织构参数和润滑模型，实现减摩和耐磨的最优化。 （２）对复杂织构及其制造技术进行深入的研究， 如对多种形状和多种分布形式组合的复杂织构的研究。 （３）在实际研究过程中，更多地考虑表面粗糙 度的影响，建立考虑表面粗糙度情况下的润滑模型。 参考文献 【１】Ｓｈｉｎｋａｒｅｎｋｏ Ａ，Ｋｌｉｇｅｒｍａｎ Ｙ，Ｅｔｓｉｏｎ Ｉ．Ｔｈｅ ｅｆｅｃｔ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘ— ｔｕｒｉｎｇ ｉｎ ｓｏｆｔ ｅｌａｓｔｏ・ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｉｎ— ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００９，４２（２）：２８４—２９２． 【２】Ｈｅ Ｂ，Ｃｈｅｎ Ｗ，Ｗａｎｇ Ｑ Ｊ．Ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｅ ｏｎ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｍｉｃｒｏ— ｔｅｘｔｕｒｅｄ ｐｏｌｙ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）（ＰＤＭＳ）［Ｊ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｌｅｔ— ｔｅｒｓ，２００８，３１：１８７—１９７． 【３】Ｚｈｏｕ Ｌｉｎ，Ｋａｔｏ Ｋ，ｍｅｈａｒａ Ｎ，ｅｔ ａ１．Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｅａｒ ｐｒｏｐｅｒ－ ｔｉｅｓ ｏｆ ｈａｒｄ ｃｏａｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｎ ｔｅｘｔｕｒｅｄ ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｓｌｉｄｅｒｓ［Ｊ］． Ｗｅａｒ，２０００，２４３（１／２）：１３３—１３９． 【４】Ｇｒａｂｏｎ Ｗ，Ｋｏｓｚｅｌａ Ｗ，Ｐａｗｌｕｓ Ｐ，ｅｔ ａ１．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｅａｌ ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ｏｆ ｐｉｓｔｏｎ ｒｉｎｇ—ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｌｉｎｅｒ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｐａｉｒ ｂｙ ｌｉｎｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２０１３，６１（２）： １０２—１０８． 【５】Ｅｔｓｉｏｎ Ｉ，Ｈａｌｐｅｒｉｎ Ｇ，Ｂｒｉｚｍｅｒ Ｖ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｅｄ ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｈｒｕｓｔ ｂｅａｒｉｎｇｓ［Ｊ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００４，１７（２）：２９５—３００． 【６】Ｓｉｒｉｐｕｒａｍ Ｒ，Ｓｔｅｐｈｅｎｓ Ｌ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ ａｓｐｅｒｉｔｙ ｇｅｏｍｅ— ｔｒｙ ｏｎ ｈｙｄｍｄ）ｒｎａｍｉｃ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡＳＭＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｒｉｂｏｌｏ－ ｇＹ，２００４，１２６：５２７—５３４． 【７】Ｌｅｅ Ｊ，Ｈｅ Ｂ，Ｐａｔａｎｋａｒ Ｎ Ａ．Ａ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｂａｓｅｄ ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ ｓｗｉｔｃ— ｈｉｎｇ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ［Ｊ］．Ｍｉｃｍｍｅｃｈ Ｍｉｃｒｏｅｎｇ，２００５，１５：５９１—６００． 【８】Ｚｕｍ Ｋ—Ｈ Ｇａｈｒ，Ｗａｈｌ Ｒ，Ｗａｕｔｈｉｅｒ Ｋ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏｔｅｘｔｕｒｉｎｇ ｏｎ ｏｉｌ ｌｕｂｒｉｃａｔｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ／ｓｔｅｅｌ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｐａｉｒｓ［Ｊ］．Ｗｅａｒ，２００９，２６７：１２４１—１２５１． 【９】Ｐｅｔｔｅｒｓｓｏｎ Ｕ，Ｊａｃｏｂｓｏｎ Ｓ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｅ ｏｎ ｂｏｕｎｄ— ａｒｙ ｌｕｂｒｉｃａｔｅｄ ｓｌｉｄｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔｓ［Ｊ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， ２００３，３６：８５７—８６４． 【１０】Ｗａｋｕｄａ Ｍ，Ｙａｍａｕｃｈｉ Ｙ，Ｋａｎｚａｋｉ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ ｐｒｏｐｅ￣ｉｅｓ ｏ１＂１ ｍａｃｈｉｎａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ａｂｒａｓｉｖｅ ｊｅｔ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｏｆ ｃｅｒａｍｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，２６（２）：１９３—１９８． Ｉ１１】历建全，朱华．表面织构及其对摩擦学性能的影响［】］．润 滑与密封，２００９，３４（２）：９４—９８． 【１２】刘彦伟．特种加工方法及应用综述［Ｊ］．实用科技，２０１２ （５）：２９６—２９７． 【１３】王晓雷，王静秋，韩文非．边界润滑条件下表面微细织构减 摩特性的研究［Ｊ］．润滑与密封，２００７，３２（１２）：３６—３９． 【１４】Ｉｔｏ Ｈ，Ｋａｎｅｄａ Ｋ，Ｙｕｈｔａ Ｔ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｗｅａｒ ｂｙ ｃｏｎｃａｖｅ ｄｉｍｐｌｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｈｉｐ ｊｏｉｎｔｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｒｔｈｒｏｐｌａｓｔｙ，２０００，１５（３）：３３２—３３８． 【１５】韩中领，汪家道，陈大融．凹坑表面形貌在面接触润滑状态 下的减阻研究［Ｊ］．摩擦学学报，２００９，２９（１）：１０—１６． 【１６】马晨波，朱华，历建全．摩擦副不同表面织构化的润滑减摩 性能试验研究［Ｊ］．中国矿业大学学报，２０１０，３９（２）：２４４— ２４８． 【１７】Ｃｏｓｔａ Ｈ Ｌ，Ｈｕｔｃｈｉｎｇｓ Ｉ Ｍ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｏｎ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔｒｉｐ ｄｒａｗｉｎｇ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，２０９（３）：１１７５—１１８０． 【１８】于海武，王晓雷，孙赵，等．圆柱形微凹坑表面织构对流体 动压润滑性能的影响［Ｊ］．南京航空航天大学学报：自然科 学版，２０１０，４２（２）：２０９—２１３． 【１９】朱华，历建全，陆斌斌，等．变密度微圆坑表明织构在往复运 动下的减摩作用［Ｊ］．东南大学学报，２０１０，４０（４）：７４１—７４５． 【２０】黄平，郑杰，温诗铸，等．表明粗糙对线接触低弹性模量弹 流润滑性能的影响［Ｊ］．清华大学学报：自然科学版，１９９６， ３６（１０）：５０—５５． 【２１】王顺，胡元中，冯增铭．润滑接触摩擦力的往复式实验研究 ［Ｊ］．现代制造工程，２０１０（３）：２１—２４． 【２２】马国亮，王晓雷，姜亮，等．不同粗糙度条件下硅橡胶表面 织构润滑特性的研究［Ｊ］．西安交通大学学报，２０１０，４４ （９）：８７—９２． 【２３】Ｋｏｖａｌｃｈｅｎｋｏ Ａ，Ａｊａｙｉ Ｏ，Ｅｒｄｅｍｉｒ Ａ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｅｆｅｃｔ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ ｏｎ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ ｉｎ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｇｉｍｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｕ— ｎｉｄｉｒｅｅｔｉｏｎａｌ ｓｌｉｄｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ［Ｊ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００５， ３８：２１９—２２５． 【２４】吕文斐，方亮．润滑条件下激光加工纹理的摩擦磨损［Ｊ］． 摩擦学学报，２００９，２９（１）：１—４． 【２５】王顺，王文中，胡元中，等．点接触润滑粗糙表明滑动摩擦 力的预测研究［Ｊ］．摩擦学学报，２００７，２７（２）：１５２—１５５． （上接第１２０页） 【３】李宏胜．数控原理与系统［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３． 【４】孙建国，刘镇昌．绿色切削液的必要性和可行性［Ｊ］．润滑与 密封，２００１，２６（２）：６８—６９． Ｓｕｎ Ｊｉａｎｇｕｏ．Ｌｉｕ Ｚｈｅｎｃｈａｎｇ．Ｔｈｅ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｉｔｙ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｃｕｔｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓ［Ｊ］．Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００１，２６（２）： ６８—６９． 【５】褚家荣，陈九根．金属切削液的研究现状及发展趋势［Ｊ］．润 滑与密封，２００４，２９（５）：１３１—１３２． Ｚｈｕ Ｊｉａｒｏｎｇ，Ｃｈｅｎ Ｊｉｕｇｅｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｃｕｔｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄ［Ｊ］．Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２００４，２９（５）：１３１—１３２． 【６】冯君茜，胡德栋．极压微乳化切削液的研制与应用［Ｊ］．润滑 与密封，２００５，３０（９）：１５７—１６１． Ｆｅｎｇ Ｊｕｎｑｉａｎ，Ｈｕ Ｄｅｄｏｎｇ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉ— ｃｒｏ—ｅｍｕｌｓｉｏｎ ａｓ ｅｘｔｒｅｍｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄ［Ｊ］．Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，３０（９）：１５７—１６１． 【７】程秀莲，李广宇，庄园．通用型高性能微乳切削液的研制 ［Ｊ］．润滑与密封，２０１０，３５（６）：１０１—１０３． Ｃｈｅｎｇ Ｘｉｕｌｉａｎ，Ｌｉ Ｇｕａｎｇｙｕ，Ｚｈｕａｎｇ Ｙｕａｎ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｉ・ ｖｅｒｓａｌ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｍｉｃｒｏ．ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｃｕｔｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄ［Ｊ］． Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，３５（６）：１０１—１０３． 【８】张康夫，王余高，屠伟刚，等．水基金属加工液［Ｍ］．北京：化 学工业出版社，２００７．