为研究脂润滑下表面织构对关节轴承摩擦特性的影响,设计和制造了4组表面高度算术平均值相同、表面微凹坑面积占有率分别为7%、10%、15%和21%的关节轴承内圈表面形貌.使用Talysurf CCI Lite非接触式三维轮廓仪对试件表面进行测量,采用ISO25178定义的表面参数对试件表面形貌进行表征.在改造的HDM-20端面摩擦磨损试验机上,采用2#锂基脂润滑在不同载荷、转速条件下进行了一系列摩擦磨损试验,研究了表面形貌参数与摩擦系数的关系.在本试验中,选取表面高度算术平均值Sa和表面峰态Sku等表面高度参数、表面峰区平均材料体积Vmp、表面中心区平均空体体积Vvc和表面谷区平均空体体积Vvv等表面功能参数以及平均谷体积Sdv等表面特征参数对关节轴承表面形貌进行表征.结果表明:各表面参数对摩擦系数的影响不同,将表面高度参数、功能参数和特征参数这几种表面形貌参数结合对关节轴承表面形貌进行表征,更有利于脂润滑下关节轴承表面形貌的摩擦学设计.
运用激光微织构技术,通过控制微凹坑形状、间距、深度等参数,在45社钢表面制备了一组表面算术平均偏差S_a相同但表面微观结构不同的试件.使用Talysulf CCI Lite非接触式三维光学轮廓仪对表面进行测量,采用ISO 25178三维形貌表征参数对其形貌进行表征.在SL200 KS光学法固液接触角和界面张力仪上针对32#汽轮机油进行润湿性试验,分析了温度、液滴体积、表面结构特征等因素对润湿性的影响,并借助ISO25178中部分参数对固体表面形貌随机特征与其润湿性之间的关联性进行了量化研究.基于固液本征接触角为锐角,研究结果表明:固液接触角在润湿过程中先迅速减小,之后逐渐趋于稳定;固液平衡接触角随温度的升高而减小,随液滴体积的增大先增大后减小;激光微织构能够改变表面润湿性,S_a相同的表面,微织构形状、方向均影响表面润湿性,当槽状微织构表面的槽方向与液滴铺展方向一致时,润湿效果最优.ISO25178系列三维形貌表征参数中幅度参数(S_(ku),S_(sk))、空间参数(S_(tr),S_(al))、混合参数(S_(dq),S_(dr))与表面润湿性之间具有较强的关联性:S_(ku),S_(al),S_(dr)越大,S_(sk),S_(tr),S_(dq)越小的表面,固液平衡接触角越小,表面润湿性越好.
