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《广东工业大学》 2012年
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多尺度复合结构对7050铝合金表面性能影响的研究

刘星  
【摘要】:具有多尺度复合结构的材料表面具有较好的的自洁性、疏水性、减阻、抗粘附性能。橡胶模具在硫化以后模具会残留许多的硫化污染物,因此在橡胶模具表面构筑一层多次度复合结构能够提高模具表面的抗粘附性能。本文采用增压喷丸设备在Al合金表面构筑多尺度复合结构。通过调节不同的喷丸工艺参数,探讨弹丸直径、喷丸时间、压力等,对表面形成多尺度复合结构的影响。并研究多重喷丸后材料表面性能的改变。并期望通过该方法来提高模具表面的抗粘附性能。论文的主要研究内容如下: 1.调整喷丸参数在材料表面构筑多尺度复合结构,包括弹丸直径、压力、喷丸时间等,观察试样表面后发现喷丸工艺先采用较大直径的丸粒试样表面形成的微米级的凹凸结构直径较小,试样表面凹与凸变化较大,且喷丸时间长并且喷丸压力小的试样凹凸结构的深度较小;先采用小粒径的试样表面形成的微米级结构直径相对较大,并且深度变化的较为平缓。在纳米级的尺寸上,采用喷丸压力0.25MPa、丸粒直径为0.3mm、喷丸时间为5分钟的试样形成的纳米级的凹凸结构较少。通过粗糙度测试可以发现试样表面的粗糙度变化较大,首次喷丸采用较大直径丸粒喷丸的试样表面粗糙较大。 2.研究了材料在多重喷丸之后摩擦因数的变化。在油润滑状态下相对于原始试样,表面形成了多尺度复合结构的试样摩擦因数比原始试样摩擦因数低。不同喷丸工艺参数下,摩擦因数最好的试样采用的喷丸参数为压力0.2MPa、丸粒直径0.8mm、喷丸时间5分钟,摩擦因数最差的喷丸参数为压力0.25MPa、丸粒直径0.3mm、喷丸时间5分钟。在无润滑状态下相对原始试样,多重喷丸后试样的摩擦因数经历了一段磨合期最后与原始试样相差无几。不同喷丸工艺参数中首次使用大粒径的试样进入磨粒磨损状态,而使用小粒径的试样处在粘着磨损以及磨粒磨损的混合状态。其中喷丸压力较小时间较短的试样还处在粘着磨损状态。多重喷丸后试样的表而硬度大致为200Hv,试样的表面形变层人致为20μm。 3.平板硫化实验:通过多重喷丸后在铝合金试样表面构筑的多尺度复合结构能够使试样表面具有低反应性,具有多尺度复合结构的样品,表面硬度得到提高,摩擦磨损因数降低,脱模性提高,使硫化试样表面的污染物减少。另外试样表面润湿性的降低使试样表面自洁性提高,同时获得多尺度复合结构表面的纳米级门陷能很好的吸附空气减少试样表而与橡胶的接触面积,从而提高试样表面的抗粘附性能。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG146.21

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