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皮秒激光原位诱导球墨铸铁石墨烯微织构阵列

目前，球墨铸铁因为其高强度、高韧性、可加工性好、成本低等优点被广泛应用于曲轴、齿轮等关键部位的制造。由于工作环境恶劣，表面需要良好的耐磨性能。传统提高耐磨性的方法主要通过改变基材的结构和组成来实现，例如表面硬化、表面抛光、表面喷丸等等，这些技术远不能满足其要求性能。而激光表面纹理是一种有效的提高材料表面摩擦学性能的新兴技术。材料表面生成的纹理图案，即可以提高表面收集磨屑能力，又可以促进流体动压润滑效应的生成。然而，这项技术有一些明显的缺点。例如：其表面纹理通常是一个个加工，其较低的生产效率限制了其应用。而本文基于球墨铸铁材料本身的特点，提出了一种高效生成石墨烯微织构的方法，扫描方法不再是逐点烧蚀而是并行扫描，大大提高了生产效率，在零件大规模生产中展现了良好的应用前景。同时，生成的石墨烯微织构可以有效地降低表面的磨损。球盘摩擦磨损试验表明，20%织构密度下可获得最好的减磨性能，最高可减少70%的磨损率，可满足球墨铸铁在恶劣工况条件下的表面质量要求。