表面形貌和润湿性对钛合金摩擦学性能的影响

稀有金属, 2016, 45(8): 2182-2188.

表面形貌和润湿性对钛合金摩擦学性能的影响

连峰 ^1, , 任洪梅 ^2, , 管善堃 ^3, , 张会臣 ^4,

1.大连海事大学,辽宁大连,116026

2.大连海事大学,辽宁大连,116026

3.大连海事大学,辽宁大连,116026

4.大连海事大学,辽宁大连,116026

基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金(3132014303) 辽宁省工业攻关计划(2012220006) 国家自然科学基金资助项目(50975036)

关键词：钛合金 , 表面形貌 , 润湿性

Impacts of the Surface Pattern and Wettability on Tribological Properties of Ti Alloy

Keywords： Ti alloy , surface pattern , wettability

为提高钛合金的摩擦学性能,采用激光加工技术在Ti6Al4V合金表面分别构建间距为100和300 μm的网格和点阵微结构,将SiO2纳米粒子涂覆在微结构上制备微纳结构.用接触角测量仪测量试样的表面接触角和滚动角;用LEXTOLS4000 3D激光共聚焦显微镜进行表面形貌和磨痕表征,采用多功能摩擦磨损试验机(UMT)进行摩擦学性能测试.结果表明,具有微结构的表面是符合Wenzel状态的疏水表面,涂覆SiO2具有微纳结构的表面是符合Cassie状态的超疏水表面.微结构间距100 μm的表面的疏水性强于300 μm,网格表面疏水性强于点阵.随表面疏水性能的增强,磨痕深度变浅.在50 mN载荷条件下,涂覆SiO2表面的摩擦系数约为激光加工表面的0.6倍,网格表面的摩擦系数约为点阵的0.8倍.在5N载荷条件下,涂覆SiO2减小摩擦系数曲线的波动性.

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