采用Nd:YAG脈沖激光器在高硅鋁合金缸套表面進(jìn)行微造型,研究了典型激光參數(shù)對微坑幾何形貌的影響。隨能量密度的增大,微坑直徑先增大后保持不變,最大值達(dá)到100μm,激光能量密度對凹坑深度的影響較小;微坑直徑和深度隨著脈沖次數(shù)增加均呈先增加后減小趨勢,當(dāng)脈沖數(shù)為20時(shí),微坑直徑和深度達(dá)到最大值,均約為140μm;對高硅鋁合金缸套燒蝕閾值進(jìn)行計(jì)算,得到1個(gè)脈沖條件下的燒蝕閾值φth=2.08J/cm²,因能量累積效應(yīng),缸套的燒蝕閾值隨脈沖數(shù)增加而減小。在微坑深度、直徑一定的情況下,不同面積占有率的微織構(gòu)均能起到減磨的作用,其中10%和20%的面積占有率的減磨效果明顯優(yōu)于5%的面積占有率。

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【部分圖文】：

圖1 鋁合金缸套拋光后表面形貌及參數(shù)。（a）金相照片；（b）粗糙度

圖2為激光微織構(gòu)加工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)主要由激光器（laser）、冷卻系統(tǒng)（coolingsystem）、控制系統(tǒng)（controlsystem）、信號發(fā)生器（signalgenerator）和平移臺(tái)（translationtable）組成。試驗(yàn)時(shí)，將試樣固定在電動(dòng)平移臺(tái)上，....

圖2 激光微織構(gòu)加工系統(tǒng)

圖1鋁合金缸套拋光后表面形貌及參數(shù)。（a）金相照片；（b）粗糙度使用的激光器為中國科學(xué)院力學(xué)研究所自主研制的聲光調(diào)Q脈沖Nd∶YAG固體激光器，可實(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率、高功率密度加工。激光器的光斑直徑為100μm，鏡頭焦距為80mm，輸出波長為1.06μm，脈沖寬度約為1μs，最大....

圖3 微坑的幾何形貌表征。（a）表面形貌；（b）截面輪廓

使用日本奧林巴斯公司的OLYMPUS-OLS4000三維共聚焦激光掃描顯微鏡分析微坑的形貌及尺寸。采用激光束的能量密度為8.50J/cm2,5次脈沖激光輻照下，鋁合金缸套表面微坑的幾何形貌如圖3所示。從圖3(a）可以看到，微坑呈標(biāo)準(zhǔn)的圓形結(jié)構(gòu)，邊緣飛濺物較少，微坑底部呈錐形。使用....

圖4 能量密度對微坑幾何形貌的影響。（a）直徑、深度；（b）燒蝕體積

潤滑條件下，摩擦副表面織構(gòu)微坑能夠儲(chǔ)油以起到減磨作用，改善摩擦副的摩擦學(xué)性能。微坑直徑和深度是影響摩擦副儲(chǔ)油性能的重要參數(shù)，為了研究激光能量密度對微坑直徑和深度的影響，在脈沖重復(fù)頻率為3kHz，脈沖次數(shù)為5的條件下，采用能量密度由4.25J/cm2逐漸增加到127.50J/cm2....

本文編號：4045372