【摘要】：在鈦合金表面制備了凹坑、溝槽、網紋微結構，并在表面微結構上沉積DLC、CrN薄膜，以Si_3N_4小球為摩擦副，改變水溶液、載荷、速度等因素研究表面微結構以及表面微結構/硬質薄膜的摩擦學特性；引入了滑移方向與表面微結構方向的夾角θ參數(shù)，研究不同夾角θ對表面微結構的水潤滑摩擦學特性的影響；在直線超聲電機定子表面制備表面微結構，研究表面微結構對直線超聲電機的摩擦學特性的影響。本文主要獲得以下結論： 1、表面微結構/DLC薄膜在切削液中的摩擦因數(shù)均高于其他兩種水溶液，而凹坑微結構/CrN薄膜在海水中與小球對摩時，小球磨損最嚴重，可能是凹坑的深度較淺，，儲存海水雜質的能力下降，導致三體磨損加�。浑S著載荷的增加，表面微結構/硬質薄膜的摩擦因數(shù)逐漸降低；隨著速度的增加，表面微結構/DLC薄膜的摩擦因數(shù)逐漸降低，Si_3N_4小球的磨損率逐漸增加，而表面微結構/CrN薄膜在低速條件下與Si_3N_4小球對摩時小球的磨損最嚴重。 2、凹坑微結構在θ角為75°時的摩擦因數(shù)最低，在0.3左右，而θ角為15°、30°時的摩擦因數(shù)最高，在0.5左右；溝槽微結構在θ角為15°時的減摩效果較差，而在θ角為90°時摩擦因數(shù)穩(wěn)定在0.54左右，摩擦磨損特性均優(yōu)于其他角度；網紋微結構在θ角為90°時的摩擦因數(shù)最小，并且鈦合金盤、小球的磨損均低于其他角度；通過理論分析發(fā)現(xiàn)，隨著θ的逐漸增加，流體壓強值逐漸減小，在θ為75°后，壓強值開始上升。 3、制備表面微結構的超聲電機定子表面摩擦因數(shù)較光滑表面更穩(wěn)定，其中寬度0.15mm、面積比30%，寬度0.2mm、面積比20%以及寬度0.25mm、面積比25%時的溝槽微結構表面的摩擦因數(shù)不僅較光滑表面平穩(wěn)，同時電機輸出力較光滑表面有所增加，而制備凹坑微結構的直線超聲電機輸出力低于光滑表面；制備表面微結構后直線超聲電機定子表面的磨損率明顯低于光滑表面，能夠有效延長超聲電機的使用壽命。
[Abstract]:Pits, grooves and mesh microstructures were prepared on the surface of titanium alloys. DLC,CrN thin films were deposited on the surface microstructures. Si_3N_4 balls were used as friction pairs to change the loading of aqueous solution. The surface microstructure and tribological properties of the surface microstructure / hard film are studied by the factors of velocity and so on. The angle 胃 parameter of slip direction and surface microstructure direction is introduced to study the influence of different angle 胃 on the tribological characteristics of water lubrication of surface microstructure. The influence of surface microstructure on tribological characteristics of linear ultrasonic motor was studied. The main conclusions are as follows: 1. The friction coefficient of the surface microstructure / DLC film in the cutting fluid is higher than that in the other two kinds of aqueous solution, while the particle wear is the most serious when the concave microstructure / CrN film is friction with the ball in seawater. It may be that the depth of the pit is shallow, and the ability to store impurities in the sea water decreases, which results in increased wear of the three-body. With the increase of load, the friction coefficient of the surface microstructure / hard film decreases gradually. With the increase of the velocity, the friction coefficient of the surface microstructure / DLC film decreases gradually, and the wear rate of the Si_3N_4 ball increases gradually. At low speed, the wear of the surface / CrN film is the most serious when the surface structure / CrN film is applied to the Si_3N_4 pellet at low speed. (2) when the angle of 胃 is 75 擄, the friction coefficient of pit microstructure is the lowest, about 0.3, and the friction coefficient is the highest when 胃 angle is 15 擄and 30 擄, about 0.5; When 胃 angle is 15 擄, the friction coefficient of the grooves is about 0.54, and the friction and wear characteristics are better than those of other angles, but the friction coefficient is about 0.54 when 胃 angle is 90 擄. The friction coefficient of netted microstructure is the smallest when 胃 angle is 90 擄, and the wear of titanium alloy disc and ball is lower than other angles. Through theoretical analysis, it is found that with the increasing of 胃, the pressure of the fluid decreases gradually, and when 胃 is 75 擄, the pressure begins to rise. 3. The surface friction coefficient of ultrasonic motor with surface microstructure is more stable than that of smooth surface, in which the width is 0.15mm, the area ratio is 30mm, the width is 0.2mm, the area ratio is 20% and the width is 0.25mm. When the area ratio is 25, the friction coefficient of the grooved microstructural surface is not only more stable than that of the smooth surface, but also the output force of the motor is higher than that of the smooth surface, while the output force of the linear ultrasonic motor with the pit microstructure is lower than that of the smooth surface. The wear rate of the stator surface of the linear ultrasonic motor is obviously lower than that of the smooth surface after the preparation of the surface microstructure, which can effectively prolong the service life of the ultrasonic motor.
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TG146.23;TH117.1

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本文編號：2328267