[发明专利]金属表面微织构辅助摩擦诱导成膜降低磨损的方法

摘要

本发明公开了一种金属表面微织构辅助摩擦诱导成膜降低磨损的方法，主要包括了金属表面微织构、润滑条件控制、摩擦工艺控制等几个步骤；本发明通过微织构状态、润滑条件与摩擦工艺三方面有机结合，能在金属表面通过微织构辅助摩擦诱导快速形成摩擦反应膜，起到良好的抗磨作用。本发明的制备工艺简单可控，容易实现，在提高各种金属摩擦副的抗磨性能等领域有广阔的应用前景。

主权项

1.一种金属表面微织构辅助摩擦诱导成膜降低磨损的方法，按以下步骤进行：1)通过刻蚀方法在表面粗糙度小于1μm的铁基金属表面形成一种椭圆型微织构，其中，椭圆的短轴为400‑800μm，长轴为900‑2400μm，微织构凹坑深度8‑20μm，椭圆中心点间距2‑4.8mm；2)将椭圆型微织构金属完全浸没于含0.1‑0.5wt％硫元素润滑添加剂的润滑油中30min以上，其中，润滑油40℃时的粘度为30‑50cSt；3)控制摩擦工艺条件为：采用销‑盘式面接触往复摩擦方式，其中，销为圆柱体，材料为SAE1045钢、316L钢、铸铁中的一种，圆柱体直径为15‑25mm，载荷为50‑200N，摩擦速度50‑150mm/s，摩擦界面完全被润滑油覆盖，保持富油润滑状态，摩擦时间10min以上，微织构表面即可形成摩擦反应膜，微织构表面磨损率相对未织构表面可降低35％以上；其中，步骤1)中所述的刻蚀方法，具体操作步骤为：将铁基金属在100～120℃下预热3～6min；将S1813光刻胶滴在其表面铺满，放在旋涂机中，将其固定在真空卡盘上，在氮气保护气氛中，分别在300rpm旋转10s，900～1100rpm旋转10s，4000rpm旋转60s；涂层后铁基金属在110～120℃预烘2～4min；将所需的椭圆型模板覆盖在摩擦表面上，在365nm紫外灯光下曝光5～30min；去除模板后，在115～130℃烘焙5～10min；将其放入质量浓度为2～4％的四甲基氢氧化铵溶液中浸泡1～3min，在去离子水中漂洗20～60s，于110～120℃环境下烘干；然后放入质量浓度为1～4％的稀酸溶液中23～27℃下刻蚀1～10min，取出，用去离子水中漂洗2～5min；放入丙酮中将漂洗2～4次，至涂层胶全溶解，即得微织构表面。