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液体辅助激光加工织构及表面摩擦特性研究
1
作者 黄珂 杨发展 +3 位作者 扈伟昊 林云龙 杨宇 刘朝伟 《机床与液压》 北大核心 2024年第2期62-67,共6页
为了缓解切削加工钛合金等难加工材料过程中存在的刀具磨损等问题,采用激光器分别在空气介质和液体辅助条件下在YG6硬质合金刀具表面加工直线沟槽织构,在UMT直线往复摩擦磨损试验机上测试了不同工艺加工所得织构刀具的摩擦及磨损性能,... 为了缓解切削加工钛合金等难加工材料过程中存在的刀具磨损等问题,采用激光器分别在空气介质和液体辅助条件下在YG6硬质合金刀具表面加工直线沟槽织构,在UMT直线往复摩擦磨损试验机上测试了不同工艺加工所得织构刀具的摩擦及磨损性能,通过体视显微镜对磨损形貌进行表征分析,采用计算流体力学方法对试验进行模拟仿真,并结合流体动力学分析,探究织构刀具在润滑条件下的减摩机制。结果表明:激光加工工艺显著影响硬质合金刀具表面在切削液润滑条件下的摩擦磨损行为,液体辅助激光加工所得织构表面表现出较好的抗摩擦磨损性能,摩擦因数相对于无织构刀具表面降低了78.2%,主要是由于在摩擦过程中刀具-工件接触区的油膜产生了较好的楔形效应,改善了摩擦过程中的润滑状态,提高了摩擦学性能。 展开更多
关键词 表面织构 液体辅助激光加工 摩擦磨损 动压润滑
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304不锈钢表面织构液相辅助激光制备 被引量：2
2
作者 翟帅杰 冯启高 +2 位作者 张秋臣 逄明华 马利杰 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第6期62-68,共7页
改善304不锈钢表面激光加工氧化及熔融物粘结,得到三维表面织构形貌,调控其表面润湿及摩擦学特性。将304不锈钢试样分别置于空气及无水乙醇与双氧水(体积比50∶1)混合液中,利用激光技术对其表面进行交叉干涉扫描加工。借助白光干涉仪、... 改善304不锈钢表面激光加工氧化及熔融物粘结,得到三维表面织构形貌,调控其表面润湿及摩擦学特性。将304不锈钢试样分别置于空气及无水乙醇与双氧水(体积比50∶1)混合液中,利用激光技术对其表面进行交叉干涉扫描加工。借助白光干涉仪、扫描电镜、能谱及接触角测量仪,测量两种介质下试件表面的三维形貌、元素含量及接触角值,评价其加工氧化、三维表面形貌与润湿特性。空气介质中试样表面的氧元素含量增加了41.5%,加工熔融物粘结现象明显;而液相介质下试样表面的氧元素含量减少了19.4%,熔融物粘结现象基本消除,表明液相环境下试样表面的加工氧化、熔融物粘结的问题得到明显改善。再者,空气介质中激光加工的表面形貌多具有单向特性,液相环境下激光加工试样表面时,固-液界面液体快速气化形成气泡,对激光光束起到了散射及对固-液界面的负压冲击作用,形成了各向同性的三维类波浪形微凸形貌,具备更优的表面润湿及微流体调控特性。液相辅助技术能明显改善304不锈钢的表面激光加工质量,得到润湿性更优的三维形貌。 展开更多
关键词 304不锈钢 液相辅助 激光加工 熔融物粘结 表面形貌 润湿性
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硬质合金表面织构液相辅助激光制备及摩擦性能 被引量：7
3
作者 逄明华 翟帅杰 +2 位作者 冯启高 张秋臣 马利杰 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1001-1011,共11页
采用激光加工技术在空气介质与辅助液相(无水乙醇与双氧水体积比为50:1)下对YT15硬质合金表面进行了交叉扫描织构加工,制备出了两组织构试样.借助Quanta 200扫描电子显微镜及能谱对织构硬质合金表面形貌与元素含量进行了测量,并用SDC-10... 采用激光加工技术在空气介质与辅助液相(无水乙醇与双氧水体积比为50:1)下对YT15硬质合金表面进行了交叉扫描织构加工,制备出了两组织构试样.借助Quanta 200扫描电子显微镜及能谱对织构硬质合金表面形貌与元素含量进行了测量,并用SDC-100接触角测量仪表征了润湿性,最后在MWF-500往复式摩擦磨损试验机上进行了干摩擦、润滑油及润滑油与MoS_(2)颗粒润滑的摩擦和磨损对比试验.研究结果表明:相比空气介质激光加工试样,液相辅助激光加工表面的微凹坑分布更加均匀,无明显的氧化及熔融物重铸现象,表面接触角最小(55°);三种工况下液相辅助激光加工表面织构的摩擦系数最小,磨损量有一定改善.分析表明:辅助液体对激光加工表面起到了冷却及保护作用,固-液界面快速产生的气泡散射了激光光束,使激光光束的作用区域发生干涉,同时携带出加工熔融物.因此,润滑介质更容易在界面间渗入及铺展,改善了界面摩擦学特性. 展开更多
关键词 硬质合金 液相辅助激光加工 表面织构 摩擦
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液体辅助激光微孔加工研究进展 被引量：3
4
作者 成健 孔维畅 +2 位作者 杨震 廖建飞 刘顿 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期183-195,共13页
随着微孔加工技术的逐渐成熟,激光微孔加工的应用越来越广泛,但依靠单一激光束进行微孔加工仍存在一些问题,尤其是在深孔加工方面,出现了以激光束为主、多能量场辅助的复合打孔技术,并逐渐成为了热点。针对液体辅助激光微孔加工研究领域... 随着微孔加工技术的逐渐成熟,激光微孔加工的应用越来越广泛,但依靠单一激光束进行微孔加工仍存在一些问题,尤其是在深孔加工方面,出现了以激光束为主、多能量场辅助的复合打孔技术,并逐渐成为了热点。针对液体辅助激光微孔加工研究领域,总结了水基辅助激光打孔、水基超声振动辅助激光打孔、水基超声-磁场辅助激光打孔和电解液/水射流辅助激光打孔等方法。在水基的基础上,加入了超声、磁场和温度场,使得辅助场变得多元化,在多层面上进行复合加工。介绍了不同辅助加工方法的去除材料机理及加工后材料特性的变化,水起到冷却的作用,但在水层下会形成空化气泡,超声振动可以击溃气泡,磁场和温度场为材料残渣提供了能量,具体表现在热效应、材料去除速率、打孔深度、重铸层及裂纹等方面。影响微孔质量的因素有微孔锥度、深径比、孔的圆度、重铸层厚度、热影响区、微裂纹和粗糙度等,主要对微孔锥度、深径比及其他指标进行了分析,总结了加工方法对微孔质量的影响。 展开更多
关键词 辅助加工 液体辅助 激光打孔 加工材料 打孔质量
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液相辅助激光加工织构微观形貌变化及其影响机制
5
作者 黄珂 杨发展 +2 位作者 郑凯瑞 扈伟昊 林云龙 《机床与液压》 北大核心 2023年第13期46-51,共6页
刀具的快速磨损是制约金属切削效率和加工质量的关键因素,为了增强刀具的耐磨性,延长刀具使用寿命,提高工件的加工质量,通过试验探究液相辅助激光加工织构形貌的特征,分析激光加工参数、液体种类和织构形状对所加工织构质量的区别。结... 刀具的快速磨损是制约金属切削效率和加工质量的关键因素,为了增强刀具的耐磨性,延长刀具使用寿命,提高工件的加工质量,通过试验探究液相辅助激光加工织构形貌的特征,分析激光加工参数、液体种类和织构形状对所加工织构质量的区别。结果表明:扫描速度对织构形貌影响较大,硝酸和氢氟酸混合溶液辅助下加工的织构形貌较好,液相辅助激光加工技术更适用于无特定形状的大面积织构加工。 展开更多
关键词 液相辅助 激光加工 表面形貌 硬质合金
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304不锈钢表面离散圆形凹坑液相辅助激光制备及摩擦性能
6
作者 杨辉 翟帅杰 +2 位作者 胡艺坤 逄明华 马利杰 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期120-127,共8页
为改善304不锈钢耐磨性及润湿性,在空气与液相2种介质下使用激光加工技术在304不锈钢表面制备离散型圆形凹坑织构。借助白光干涉仪、扫描电子显微镜及能谱、接触角测量仪对织构试样表面形貌、元素含量及润湿性进行了表征,并通过摩擦磨... 为改善304不锈钢耐磨性及润湿性,在空气与液相2种介质下使用激光加工技术在304不锈钢表面制备离散型圆形凹坑织构。借助白光干涉仪、扫描电子显微镜及能谱、接触角测量仪对织构试样表面形貌、元素含量及润湿性进行了表征,并通过摩擦磨损试验考察了织构试样在干摩擦和油润滑下的摩擦学性能。结果表明:空气介质下激光加工增强了试样表面疏水性能,接触角为123.3°;液相辅助激光加工增强了试样表面润湿性,接触角为29.3°;液相辅助激光加工表面的微凹坑分布更加均匀,无明显的氧化及熔融物重铸现象,这是因为液相在激光加工时对试样起到了冷却及保护作用;液相辅助激光加工表面织构在2种摩擦工况下的摩擦因数均最小,且磨损有一定改善。液相辅助激光制备的织构表面较为均匀、无较大的微凸峰,且具有较好的润湿性能,有利于润滑油的存储及铺展,进而改善了界面摩擦行为。 展开更多
关键词 不锈钢 织构 液相辅助激光加工 熔融重铸 界面摩擦
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