双疏钛合金表面在不同润滑介质中的摩擦学性能研究

发布时间：2017-12-15 23:12

  本文关键词：双疏钛合金表面在不同润滑介质中的摩擦学性能研究

  更多相关文章： 激光加工 微结构 双疏表面 润滑介质 摩擦性能

【摘要】：钛合金在海洋工程领域中被广泛应用,但钛合金摩擦性能较差的问题限制了其性能潜力在海洋工程领域的发挥。为提高钛合金在不同润滑介质中的摩擦性能,本文利用激光加工技术和溶胶凝胶法涂覆SiO2纳米颗粒改变润湿性,从而制备出即疏水又疏油的双疏钛合金表面。并分别在水、海水和油润滑介质中进行摩擦实验,得到的结论如下:在光滑钛合金表面进行低表面能修饰和涂覆SiO2均可使接触角增大,制备出双疏钛合金表面,但无法达到超双疏状态。双疏表面的制备提高了摩擦性能。在水、海水和油介质中,涂覆SiO2的双疏表面的摩擦系数比钛合金表面分别减小了10.9%、9.6%和 22.2%;磨损量可分别减小 53.8%、19.7%和 52.7%。激光加工网格和点阵微结构表面经过低表面能修饰和涂覆SiO2后表现出了更加优异的双疏性能。且网格表面的双疏性能优于点阵。微结构深度为50 μm的表面的双疏性能优于深度为20 μm的。当激光加工的微结构为深度50 μm的网格结构,并在其上涂覆SiO2和进行低表面能修饰,制备出了双疏性能最优的Ti6Al4V表面。该表面对水的接触角高达169.0°,滚动角达1.5°;对海水的接触角高达160.2°,滚动角达4.2°。呈现出符合Cassie模型的超疏水状态。但该表面对油的接触角为127.9°,且油滴不滚动,呈现出符合Wenzel模型的疏油状态。与低表面能修饰和涂覆Sio2的光滑表面相比,具有网格和点阵微结构的双疏表面的摩擦性能更优。网格微结构双疏表面的摩擦系数大于点阵微结构双疏表面的,而磨损量小于点阵微结构双疏表面的。在水、海水和油润滑介质中,点阵微结构深度为50 μm并涂覆SiO2的双疏表面的摩擦系数比钛合金表面减小的百分比分别为32.7%、36.5%、42.2%;网格微结构深度为50 μm并涂覆SiO2的双疏表面的磨损量比钛合金表面减小的百分比分别为87.1%、61.4%、95.9%。双疏表面在海水中的摩擦系数小于水中的,但磨损量大于水中的。在海水中的磨损机制为粘着磨损。在水中的磨损机制为磨粒磨损。本研究表明,双疏钛合金表面的制备可大幅提高钛合金在水、海水和油润滑介质中的摩擦性能。本研究为提高钛合金摩擦性能提供了新的方法和技术支持。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG174.4

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 王家序,李太福;用水为润滑介质的摩擦副研究现状与发展趋势[J];重庆工业高等专科学校学报;1999年Z1期

2 李传友，陈玉明，，丁振;新式浮动刮油装置[J];重型机械;1994年03期

3 彭成章,黄明辉;润滑介质对铸轧工艺及铝带坯性能的影响[J];轻合金加工技术;2002年03期

4 应中;挤压金属用的润滑和绝热介质[J];玻璃与搪瓷;1976年06期

5 马占福;赵西成;;润滑介质在热轧生产中的功效分析[J];四川冶金;2009年03期

6 戚宝运;何宁;李亮;;冷却润滑介质对钛合金Ti6Al4V加工性能的影响(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2011年03期

7 卓洪;郭俊;刘启跃;;不同润滑介质下GCr15/45~#钢摩擦磨损特性的研究[J];润滑与密封;2006年09期

8 ;[J];;年期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 项秋宽;双疏钛合金表面在不同润滑介质中的摩擦学性能研究[D];大连海事大学;2017年

2 郑军峰;摩擦聚合机理的研究[D];北京化工大学;2007年

本文编号：1293773