640 / 2021-06-20 18:20:03

一种构筑具有优异摩擦学性能的复合涂层的新方法

钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。但是，其较差的摩擦学性能大大限制了其在运动部件领域的应用。为改善钛合金表面的摩擦学性能，受蜂巢的微观结构启发，本文通过3D打印技术在钛合金表面制备了不同织构密度的蜂巢结构，并通过热压成形的制备工艺将聚四氟乙烯颗粒压入微结构中，获得了具有蜂巢结构的钛合金/聚四氟乙烯复合涂层。摩擦学实验结果发现该复合涂层在长时间的摩擦过程中具有较低摩擦系数（0.11）和低磨损量，并且在不同载荷下也依然能够保持优异的摩擦学性能。在摩擦过程中，填充至微结构的聚四氟乙烯会在摩擦力和摩擦热的作用下转移至整个摩擦面，从而形成良好的润滑膜。此外，含有聚四氟乙烯的微孔还可以在摩擦过程中不断收集磨屑，释放等体积的润滑剂，从而保证复合涂层长效自润滑性能。借鉴仿生思想，我们通过增材制造与传统热压成型工艺的结合，在钛合金表面成功制备了一种新型的蜂巢状复合涂层，赋予了基材优异的减摩抗磨特性，为自润滑涂层的设计提供了一种新的方法。