[发明专利]铟复合表面织构

说明书

技术领域

本发明涉及铟复合表面织构。

背景技术

摩擦磨损是机械和汽车等产品失效的主要原因之一，大约80%的机械零部件失效是由于各种形式的磨损引起的，由于机械零部件失效带来经济损失达到几十亿元。

表面织构,是指在相互连接接触机械零件的摩擦副表面通过一定的加工技术加工出具有一定尺寸和排列的凹坑、凹痕等微织构图案点阵。

本发明者经过多年来的深入研究，发现机械零件表面发生相对运动过程中，尤其在存在微动磨损的机械零件接触表面，铟复合表面织构所起的储油、物理化学吸附性能与能够及时使摩擦副表面形成润滑油膜、形成动压润滑的作用机理、对改善其接触表面的表面摩擦因数和摩擦力作用机理，与大都数国内外学者已见报导表面织构的性能有很大不同。因此，研究铟复合表面织构具有重要的应用价值和实用意义。

文献检索和专利检索结果，目前国内还没有铟复合表面织构的相关专利文献报导。

发明内容

本发明的任务是提供一种铟复合表面织构，本发明的任务是通过如下技术方案来实现的:本发明的铟复合表面织构是在机械零件的表面设有一能促进形成润滑油吸附膜的铟材料层，所述的铟材料层与机械零件表面材料层形成一体，组成铟复合材料层，然后,在具有铟复合材料层的机械零件的表面加工表面织构，表面织构由许多表面织构单元组成，表面织构单元的凹坑或凹痕的上部壁体为铟材料层，表面织构单元的凹坑或凹痕的其余部分为机械零件表面材料层，形成铟复合表面织构。

所述的铟材料层与机械零件表面材料层之间可设有过渡材料层。

所述的铟复合表面织构的表面织构单元是圆形或椭圆形或其它形状表面织构单元。

所述的铟复合表面织构的间距大小和分布密度根据机械零件受到作用力大小及运动速度快慢进行设计；铟复合表面织构组成的各表面织构单元尺寸：最大长度≤400μm,最大宽度≤400μm，最大深度≤50μm。

铟材料有很多种，本发明所述的铟材料层必须具有促进形成润滑油吸附膜、并能与机械零件表面材料层形成一体不分离的特性。

与现有技术比较，本发明的铟复合表面织构的相关技术有重大改进：① 结构和材质两个方面重大改进：在零件表面增设一种与所选用的润滑油(如N15，N22，N150，N220等常用工业用润滑油，15W/40等常用汽车发动机润滑油)具有促进形成润滑油吸附膜的、并与机械零件表面材料层形成一体且不分离的铟材料层，形成铟复合材料层，每个织构单元的两层材料的浸润性、物理吸附和化学吸附性能不同，织构单元的结构和材质两方面都已发生重大改进；② 形成油膜润滑原理重大改进：铟复合表面织构的表面织构单元(微小的凹坑)具有储油的性能，当表面织构单元充满润滑油，每个表面织构单元的铟材料与零件的表面材料层的浸润速度等浸润性能不同、形成润滑油吸附膜的性能不同，因而在机械零件相对运动时，铟材料与机械零件表面材料层配合作用，并互相激荡，作用增强，促进及时形成润滑油膜，增强润滑作用；当铟复合表面织构的表面织构单元部分充满润滑油(润滑油未充满)，由于表面织构单元的深度≤50μm，两层材质对润滑油的表面张力不同、物理吸附和化学吸附性能不同，配合作用，促进及时形成润滑油膜，明显提升了润滑性能，与普通表面织构的工作原理有实质性不同；机械零件表面发生相对运动和摩擦发热时，铟复合表面织构由于铟材料浸润性能的特殊性，其及时提供润滑与及时补充储油过程的热机耦合、热流耦合润滑、促进形成润滑油膜，减少摩擦磨损原理与普通表面织构的工作原理有实质性不同；③ 形成动压润滑的重大改进：表面织构单元的表面铟材料层的浸润性好，物理吸附和化学吸附性能好，与零件表面的材料层的浸润性能配合作用，且两层材质对润滑油的表面张力不同、物理吸附和化学吸附性能不同，配合作用，促进形成动压润滑,避免机械零件的直接接触从而降低磨损；与普通表面织构的工作原理有实质性不同；④ 复合的润滑形式：在机械零件的相对运动过程中，铟材料层具有自润滑性能，与润滑油润滑、织构单元的储油和润滑一起形成复合的润滑形式，提升了润滑性能；结合表面织构单元的形状、大小、深度、表面织构单元的间距和分布密度尺寸进行优化设计，具有明显改善机械零件接触表面的摩擦副的摩擦学性能，从而有效减少摩擦副的摩擦磨损；⑤ 吸振减摩：铟材料层能吸收部分振动，对存在微动磨损的机械零件具有的吸收部分振动、减少因存在润滑不充分的摩擦磨损有重要应用价值，铟复合表面织构对存在微动磨损的机械零件接触表面具有独特的减少摩擦磨损效果功效持久，因此，本发明的铟复合表面织构具有重要的应用价值和实用意义。