【摘要】：利用Nd: YAG激光器對汽車發(fā)動機(jī)活塞用鋁合金試樣進(jìn)行激光噴丸,將平均粒徑為40nm的二硫化鉬顆粒植入其中,然后利用往復(fù)式球?qū)ΡP摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對試樣摩擦性能進(jìn)行測試。研究證明,通過激光噴丸植入納米顆粒,能夠顯著改善鋁合金材料的摩擦磨損性能。為了比較各種處理方式的減磨效果,試驗(yàn)中將試樣分為五組：(a)對照組,鋁合金試樣不作特別處理,直接進(jìn)行摩擦試驗(yàn)；(b)鉆孔組,在鋁合金試樣表面加工微盲孔,然后進(jìn)行摩擦試驗(yàn)；(c)噴丸組,利用激光噴丸技術(shù)處理鋁合金試樣,然后進(jìn)行摩擦試驗(yàn)；(d)潤滑組,在鋁合金試樣表面加工出微盲孔,然后向微孔中填充二硫化鉬顆粒,再進(jìn)行摩擦試驗(yàn)；(e)復(fù)合組,在鋁合金試樣表面加工出微盲孔,然后向微孔中填充納米二硫化鉬顆粒,再進(jìn)行激光噴丸,在激光沖擊作用下完成納米顆粒的植入后再進(jìn)行摩擦試驗(yàn)。各組試樣摩擦試驗(yàn)之后,綜合分析了硬度、摩擦系數(shù)、磨損率、磨痕形貌等數(shù)據(jù)和特征,研究發(fā)現(xiàn)；(1)噴丸組硬度比對照組提高了大約21%；(2)潤滑組摩擦系數(shù)和磨損率均低于鉆孔組；(3)摩擦穩(wěn)定階段,噴丸組和復(fù)合組摩擦系數(shù)最��；(4)復(fù)合組磨損率最低,約為對照組的十分之一。上述研究結(jié)果表明,納米二硫化鉬顆�？梢云鸬搅己玫墓腆w潤滑效果,通過激光噴丸植入納米二硫化鉬顆�？梢燥@著提高材料的摩擦磨損性能。另外,本文還簡單介紹了激光噴丸納米顆粒植入技術(shù)在45#鋼減磨增壽方面的研究。研究結(jié)果表明,經(jīng)過處理的45#鋼試樣摩擦磨損性能得到了顯著的提高,這同時證明了激光噴丸納米顆粒植入技術(shù)強(qiáng)化摩擦磨損性能對碳鋼的適應(yīng)性。
【圖文】：

穩(wěn)定的位錯結(jié)構(gòu)，，進(jìn)而在成形區(qū)域產(chǎn)生殘余W'應(yīng)力、提高材料表面硬度，從而提逡逑氋王件的疲勞強(qiáng)度和耐磨、耐腐蝕等性能。逡逑圖１－１是激光噴丸加工的原理W，高功率、短脈沖的激光束經(jīng)透鏡匯聚，并逡逑穿過透明的約束層材料（一般為玻璃或者水），作用在吸收層材料上，吸收層材逡逑料受到激光束的照射，發(fā)生氣化、電離，進(jìn)而形成高溫高壓的等離子體，等離子逡逑體膨脹產(chǎn)生峰值壓力達(dá)到ＧＰａ量級的沖擊波，使基體材料產(chǎn)生塑性變形，并在其逡逑表面引入有益的殘余皮應(yīng)力。約束層通過約束和限制爆炸等離子體的膨脹，能夠逡逑提高沖擊波的峰值壓力，延長作用時間，起到強(qiáng)化沖擊的效果。逡逑Ｉ邋Ｉ邐潑光束逡逑／——巧統(tǒng)逡逑…邐邐邋－＾巧束層逡逑吸化層逡逑邐基體材料逡逑二：．＇；。－如；邋＇占作臺逡逑圖１－１激光噴丸原理邸Ｗ逡逑１．２．２激光噴丸與傳統(tǒng)噴丸的比較逡逑傳統(tǒng)的噴丸處理過程就是將大量彈丸噴射到零件表面的過程，零件表面受到逡逑彈丸沖擊產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形

（１）（尺、形狀、材料）逡逑（２）目標(biāo)（材料、預(yù)應(yīng)力情況）逡逑（３）射流（速度或者氣壓、噴射角度、噴射距離）逡逑激光噴丸技術(shù)是利用激光與材料相互作用產(chǎn)生的高壓沖擊波而達(dá)到噴丸處逡逑理的目的［Ｉ３］。激光噴丸技術(shù)沒有采用實(shí)質(zhì)彈丸，工作環(huán)境良好。激光噴丸主要影逡逑響因素如下；逡逑（１）激光器（激光功率、激光頻率、激光波長、脈沖時間）逡逑（２）光斑大小逡逑（３）沖擊次數(shù)和沖擊路徑逡逑（４）吸收層材料（黑漆、鉛箱）逡逑（５）約束層情況（水層、玻璃）逡逑激光噴丸處理可［＾在材料表面產(chǎn)生更深的殘余壓應(yīng)力層。傳統(tǒng)噴丸技術(shù)壓應(yīng)逡逑力層深度約為２００叫ｎ，最大極限約為１ｍｍ；激光噴丸殘余壓應(yīng)力深度可達(dá)到逡逑５ｍｍ。圖１－２是利用激光噴丸技術(shù)強(qiáng)化燕尾槽的工作圖片。逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U464.133.1;TN248

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本文編號：2560407