摘要：目的提出一种表面凸貌微织构的快速制造方法,并对其表面动压润滑性能及减摩机制进行研究。方法利用高低压复合放电沉积加工技术实现气体介质中金属或半导体材料表面凸貌微织构的制备。高压脉冲电压实现两极间介质的电离度,低压直流放电实现电极材料蚀除,并沉积在工件表现形成微织构。通过控制工具电极直径,可获得直径410μm、高12μm尺度的凸貌微织构。利用FLUENT软件,对该方法所获的凸貌微织构表面动压润滑性能进行仿真,研究了不同高度、直径、面积比下,表面微织构对润滑性能的影响规律。结果织构面积比和动压润滑性能成正比关系:随着面积比增大,织构上表面平均压力增大。油膜上表面平均压力在高度为7μm、直径为500μm、面积比为60%、对摩速度0.5m/s时,达到最大值1.21×10^4Pa。动压润滑性能随单个凸貌微织构高度的增加,先增大后减小,并在7μm时达到最大。织构直径对润滑性能影响明显,仿真结果表明,在一定条件下,加大织构直径可提高油膜上表面平均压力。结论凸貌微织构采用增材制造方法,减小了传统去除材料的织构制造方法导致的对材料强度的影响。该方法工艺简单,成本低,不需辅助其他加工条件。表面凸貌微织构的存在使两接触表面的间距减小,形成收敛楔,从而形成动压,使润滑膜产生动压承载力,改善了摩擦学性能。对凸貌微织构的结构参数(面积比、微织构高度、直径)进行仿真分析,获得了织构结构参数对动压润滑特性的影响规律,为后续研究提供了理论支持。

关键词：放电沉积加工 凸貌 微织构 织构设计 面积比 

单位：青岛理工大学山东省增材制造工程技术研究中心; 山东青岛266520; 青岛理工大学机械与汽车工程学院; 山东青岛266520