激光表面微造型工艺试验与应用

在声光调Q二级管泵浦固体光源(DPSS)Nd∶YAG激光器基础上,采用"单脉冲同点间隔多次"激光微加工工艺,对灰铸铁材料表面进行微造型加工。分析了激光波长、光斑距离、重叠面积系数及重复频率对微造型质量的影响。试验研究表明,该工艺能有效防止金属熔融和重铸现象,获得较为理想的微腔形貌和表面质量。分析了微加工断面形貌,表明微腔(槽)表面留有一层与基体结合良好的硬化层。通过4L88型柴油机激光珩磨缸套的性能试验研究表明,与普通平顶珩磨缸套相比,采用激光珩磨缸套,柴油机机油耗降低39.3%,漏气量降低30%,PM排放降低18.8%。

摩擦副表面Nd:YAG激光微造型技术及其应用研究

在声光调Q二级管泵浦固体光源（DPSS）Nd：YAG激光器基础上，采用“单脉冲同点间隔多次”激光微加工工艺，对灰铸铁材料进行表面微造型加工。试验研究表面，该工艺能克服热效应产生的不良影响，有效防止金属熔融和重铸现象。通过选择合适的脉冲次数、激光波长以及辅助气体工艺，可获得较理想的微腔形貌和表面质量。采用JXA-840A分析了微加工形貌，表明微腔（槽）表面留有一层致密的硬化层，且与基体结合良好。通过对CA6DF2-26型柴油机激光珩磨缸套的性能试验，表明与普通平顶珩磨相比，柴油机机油耗降低53％，漏气量降低33％-50％。

激光微造型连杆衬套表面的摩擦磨损性能研究

采用二极管泵浦的Nd:YAG固体激光器对连杆衬套内表面进行微造型凹坑加工。在摩擦磨损试验机上进行了摩擦磨损性能试验。结果表明,与未造型试件在重载高速工况条件下相比,激光微造型试件的摩擦因数降低20%,磨损量降低53%。这说明激光微造型试件内表面凹坑具有贮油、积屑和动压润滑作用。

SiC的激光表面微造型工艺研究

采用灯泵浦YAG-T50系列激光打标机对SiC进行了端面螺旋槽激光微造型加工实验。采用PS50型非接触式三维表面形貌仪测量了槽深和槽内表面粗糙度。通过实验,研究了有效矢量步长、有效矢量步间延时、Q频率、激光电流等工艺参数对微造型加工质量的影响。实验结果表明,当有效矢量步间延时增大或激光电流增大时,螺旋槽深度随之增大;当有效矢量步长增大或Q频率增大时,螺旋槽深度不断减小;而表面粗糙度值则随着有效矢量步间延时、Q频率和激光电流的增大而减小,随着有效矢量步长的增大而增大。从而得出碳化硅的最佳微造型工艺参数为:有效矢量步长0.001mm、有效矢量步间延时60μs、Q频率20kHz、激光电流17A。

激光微织构分布与形状对轮轨线接触下润滑性能的影响

针对轮缘润滑在改善轮缘磨耗和钢轨侧磨的同时容易造成轨道污染和润滑脂大量浪费的问题,拟在钢轨轨距角表面制备激光微造型,探究激光微造型技术应用于轮缘/钢轨轨距角润滑的可行性.用TY-FM-20S多工位带旋转光纤激光打标机在钢轨试样表面制备了不同分布率的矩形、圆形、菱形激光微织构,利用大滑差在MMS-2A摩擦磨损试验机上模拟地铁车辆通过小半径曲线路段,并开展不同喷涂油量的轮缘/轨距角润滑模拟试验,引入正交试验设计对试验和结果进行分析,结果表明:涂油量对轮缘润滑效率的影响最大,其次是微造型分布率,而微造型形貌影响最小.利用正交试验分析法中直观分析法与方差分析法进一步得出,当采用菱形形貌、分布率为5.25%(40个形貌)及0.2 mL喷涂油量时润滑效率最优,即,合适的激光微造型形貌与分布可以显著改善轮缘润滑效率.