[发明专利]一种渐开线式微沟槽复合织构减摩表面

说明书

本专利公开了一种渐开线式微沟槽复合织构减摩表面，属于机械运动摩擦副表面技术领域，复合织构减摩表面包括油坑、渐开线式微沟槽和凹坑微织构。油坑为摩擦面圆心位置的一个储油凹坑，渐开线式微沟槽为从油坑位置开始处顺应机械表面运动方向往外延伸的宏观凹槽，凹坑微织构为顺应与渐开线式微沟槽起点的法线夹角为20°方向的直线并依次往外排列的微织构。本发明通过宏观凹槽形织构和凹坑微织构相结合形成的复合织构，改变机械运动摩擦副表面的织构增加润滑油的输送效率和磨粒的存储运输，降低摩擦副的摩擦磨损。

技术领域

本发明涉及一种渐开线式微沟槽复合织构减摩表面，属于机械运动摩擦副表面技术领域。

背景技术

摩擦磨损是机械和汽车等产品失效的主要原因之一，大约80%的机械零部件失效是由于各种形式的磨损引起的，由于机械部件失效带来的经济损失达到几十亿元。

国内外的科技工作者和申请者研究表明，在机械运动中具有特定结构和尺寸的表面织构能够减少摩擦磨损，提高摩擦学性能。通过对特殊运动设计特定的减摩表面织构，可以增加摩擦副的使用寿命，对节约资源、保护环境具有重要意义，但表面织构改善磨擦副的摩擦学性能还未得到实际的广泛应用。

经研究表明，把不同的织构按照一定的规律组合成的复合织构在特殊工况下的减摩性能强于单一织构。本复合织构减摩表面把微观织构与宏观织构相结合具有两种织构各自的优点。

因此，本发明提出的这种金属渐开线式微沟槽复合织构减摩表面，对完善表面织构的研究，具有重要的应用价值和科研意义。

发明内容

本发明的任务是提供一种渐开线式微沟槽复合织构减摩表面，通过设计特定的表面织构降低摩擦副摩擦磨损提高摩擦学性能。

本发明通过如下技术方案来实现：发明的渐开线式微沟槽复合织构减摩表面织构包括油坑、渐开线式微沟槽和凹坑微织构。所述的油坑为摩擦面圆心位置的一个储油凹坑，所述的渐开线式微沟槽为从油坑位置开始处顺应机械表面运动方向并往外延伸的宏观沟槽，且所述渐开线式微沟槽的延伸方向与机械表面运动方向相反，所述的凹坑微织构为顺应与渐开线式微沟槽起点的法线夹角为20°的直线并依次往外排列的微织构。

所述的渐开线式微沟槽和凹坑微织构的宽度和直径范围各为3mm和30-55μm，深度各为5mm和8-35μm。

所述的凹坑微织构为顺应与法线方向夹角20°的直线方向依次排列。

所述的凹坑微织构的横向间隔范围为375-355μm，凹坑之间间隔范围为375-355μm，凹坑的密度范围为15%-30%。

所述的渐开线式微沟槽之间的角度间隔为60°，总共6条。

所述的凹坑微织构的起始边界线为渐开线式微沟槽起始点的法线。

所述凹坑微织构的分布密度范围、直径、间隔可根据工况由以下公式计算，其中 S_p为凹坑微织构密度， r 为凹坑微织构半径， d 为与法线方向夹角20°直线之间的间隔， l 为凹坑微织构之间的间隔。

本发明是一种渐开线式微沟槽复合织构减摩表面，本发明的有益效果是，能够增快润滑油在摩擦副的扩散速度，提高油膜的承压能力；通过渐开线沟槽可以把一部分磨粒经润滑油清理出摩擦副，改善摩擦副的工作环境，有效的减少该机械接触表面的摩擦磨损；复合织构减摩表面不止具有凹坑织构承压能力强、微槽织构供油能力，宏观的渐开线式微槽还可以通过油液的流动清理一部分摩擦副内的磨粒，优化了工作环境，降低了摩擦磨损。

附图说明

附图1是一种渐开线式微沟槽复合织构减摩表面的俯视图。

附图2是一种渐开线式微沟槽复合织构减摩表面的轴视图。

附图3是一种渐开线式微沟槽复合织构减摩表面的微凹坑。