[發明專利]一種孔腔復合織構化表面及其制作方法和使用方法

有效

• 申請號: 201810797579.7
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109163206B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 董光能;王偉;張輝;馬強;趙文翰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16N1/00
• 分類號: F16N1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

本發明公開了一種孔腔復合織構化表面及其制作方法和使用方法，孔腔復合織構化表面包括孔體織構層、腔體織構層；孔體織構層設置在外表面，孔體織構層設置有若干圓形通孔；腔體織構層緊貼孔體織構層設置，腔體織構層靠孔體織構層一端設有若干儲油腔體。其功能在于儲油腔體可以“儲藏”潤滑油液，圓形通孔不僅具有儲存磨屑，散熱和防止膠合的作用，同時潤滑油液通過毛細作用從腔體中運輸到摩擦表面。在摩擦過程中，金屬板受力變形，潤滑油液被擠出，表面形成有效油膜，當表面油膜破裂時，能更快形成有效油膜，保持更長時間低摩擦，進而改善機械配副的摩擦學特性，提高其運行可靠性并延長使用壽命。

技術領域

本發明涉及機械配副摩擦學特性技術領域，特別涉及一種孔腔復合織構化表面及其制作方法和使用方法。

背景技術

在工程應用中，機器經受頻繁啟停和沖擊工況，系統處于乏油或局部乏油狀態，這會導致摩擦表面的直接接觸，從而發生較大的摩擦和磨損。接觸表面在磨損作用下以階段化演變規律劣化接觸狀態，進而導致摩擦失穩、結構振動，降低了機械系統的可靠性。

摩擦表面形貌在乏油工況下對潤滑狀態有很大影響，很多學者通過激光、電化學腐蝕等方法在表面加工特定的形狀或紋理，稱之為織構化。凹形織構可以儲存潤滑劑，并在支承表面接觸織構時，釋放潤滑劑，從而改善潤滑狀態。該作用稱為織構“二次潤滑”作用。在乏油工況下，織構改善潤滑狀況往往是基于“二次潤滑”。相關專利申請例如：一種橢圓織構復合表面(申請號為：CN201120458420.6)；葉輪葉片減阻微織構的設計方法(申請號為：CN201710880615.1)；一種魚形凹坑織構化表面(申請號為：CN201711168060.4)；一種單晶硅片表面織構化的方法(申請號為：CN 201680003137.X)；一種多形貌組合微織構導軌及其制作方法(申請號為：CN 201711403718.5)。

然而，現在的織構化都是在表面進行加工，加工時間長，織構深度較小，“二次潤滑”作用效果不明顯，且在實際工況下，表面織構易被破壞，無法長效潤滑。因此需要設計一種更適用于長時間邊界潤滑和混合潤滑，可放大“二次潤滑”作用且結構穩定的孔腔復合織構化表面。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明基于植物維管束，提供了一種孔腔復合織構化表面及其制作方法和使用方法，該表面能夠根據載荷自動調節潤滑膜厚度，且可長時間潤滑，同時具有散熱、儲存磨屑、能夠有效降低摩擦系數、減小摩擦磨損等作用。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種孔腔復合織構化表面，包括孔體織構層、腔體織構層；孔體織構層設置在外表面，孔體織構層設置有若干圓形通孔；腔體織構層緊貼孔體織構層設置，腔體織構層靠孔體織構層一端設有若干儲油腔體。

進一步的，孔體織構層與腔體織構層采用粘合劑粘合固定。

進一步的，孔體織構層厚度為1mm，圓形通孔直徑0.4mm，面密度為12.5％。

進一步的，圓形通孔呈矩陣陣列排布，應用于往復直線運動。

進一步的，儲油腔體采用圓形結構，直徑為8-10mm，深度為2-5mm。

進一步的，腔體織構層材料為光敏樹脂，孔體織構層材料為不銹鋼。

進一步的，腔體織構層采用3D打印，孔體織構層圓形通孔采用電火花加工。

本發明還提供了一種孔腔復合織構化表面的制作方法，具體步驟為：

(1)首先將孔體織構層基材表面清理干凈；

(2)根據預設規格和形狀，在經過步驟(1)處理后的孔體織構層基材上加工出圓形通孔，加工后形成孔體織構層；

(3)根據預設規格和形狀，加工制作腔體織構層；