定制激光诱导表面三维微织构的制备与摩擦学特性表征

摘要： 本研究旨在首先确定通过超短脉冲激光在钢表面制备特定三维微织构的工艺可行性，其次探究其在两种润滑条件（油润滑与减摩涂层）下的摩擦学特性。所选三维微织构由两级方形微柱构成，微柱边长约45微米、高度约35微米、周期为80微米。研究表明：采用超短脉冲激光在钢基体上制备特定三维微织构具有工艺可行性，且整个织构区域的尺寸重复性极佳。摩擦测试显示：与基准试样（无织构样品）相比，三维微织构试样在油润滑条件下未显著改善摩擦系数（COF），但在减摩涂层条件下可实现摩擦系数的显著优化。基于磨损的摩擦学试验表明：基准试样的减摩涂层完全消耗，导致测试过程中出现钢-钢接触，极大影响了其摩擦磨损行为；而三维微织构试样的减摩涂层虽部分消耗，但会积聚在微织构内形成潜在的润滑剂储层。