CN108907451A - 一种提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法 - Google Patents

一种提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法 Download PDF

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李康妹
孔强强
胡俊
庞静珠
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/18—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using absorbing layers on the workpiece, e.g. for marking or protecting purposes

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Abstract

本发明涉及一种提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法，包括以下步骤：将吸收层贴覆在轴瓦表面，以避免激光辐照导致的热效应；在吸收层表面施加约束层，所述约束层用于将膨胀的激光诱导等离子体对准靶材表面产生高幅值的冲击压力；用激光器发射激光束，所述激光束通过光导装置传至轴瓦表面进行激光冲击微造型，同时实现对轴瓦材料的改形和改性。本发明能够提高滑动轴承的耐磨性和使用寿命。

Description

一种提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法
技术领域
本发明涉及表面润滑技术领域，特别是涉及一种提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法。
背景技术
滑动轴承被广泛用于各种机械零件中，滑动轴承是机械设备中用来支撑轴类零件的重要机械部件，应用场合一般在低速、重载、高温、多尘等工况条件下，或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。因此，滑动轴承经常会因为轴瓦的瓦面腐蚀、轴瓦表面磨损、轴径表面拉伤等因素而失效，严重制约着滑动轴承的使用寿命。目前国内一般采用补焊、镶轴套、添加润滑剂等方法提高滑动轴承的耐磨性。但是由于现今轴承应用场合的多变和工作时间的加长，传统的减小滑动轴承磨损的方法效果不明显并且可能会影响滑动轴承工作精度。
激光冲击微造型(Laser Peen Texturing，简称LPT)是一种基于激光冲击加工(Laser Shock Processing,简称LSP)技术的新工艺，可以制备规则的表面纹理。用LPT制备的织构具有精确可控、环境适应性好强、加工精度高等突出优点。同时，LPT的瞬时高幅值冲击压力能够在材料表面层和次表层产生残余压应力和加工硬化层，显著提高材料的耐磨性，从而提高材料的疲劳寿命，并且还能提高材料的耐腐蚀性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法，能够有效提高滑动轴承的耐磨性和使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法，包括以下步骤：
(1)将吸收层贴覆在轴瓦表面，以避免激光辐照导致的热效应，保护轴瓦表面免受热损伤；
(2)在吸收层表面施加约束层，所述约束层用于将膨胀的激光诱导等离子体对准靶材表面产生高幅值的冲击压力；
(3)用激光器发射激光束，所述激光束通过光导装置传至轴瓦表面进行激光冲击微造型，实现对轴瓦材料的改形和改性。
所述步骤(1)中的吸收层为黑色绝缘胶带。
所述步骤(2)中的约束层为流动水。
所述步骤(3)中对轴瓦材料的改形是指在轴瓦材料的表面形成规则排布的微坑阵列。
所述步骤(3)中对轴瓦材料的改性是指在激光冲击作用下，使轴瓦材料内部晶体产生位错形成亚晶结构，从而产生晶粒细化效应，并在材料表层和亚表层形成残余压应力。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过激光冲击微造型的方法能够同时实现对材料的改形和改性。一方面所谓的改形，是指在轴承摩擦表面制备排列整齐的微坑，微坑具有充当微小动压润滑轴承、储存润滑油和收集轴承工作时产生的磨屑的作用，能有效改善滑动轴承的耐磨性。另一方面，所谓的改性，是指在材料内部形成亚晶结构和残余压应力，显著提高材料的显微硬度和耐腐蚀性，提高滑动轴承的耐磨性，延长其使用寿命。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是采用本发明加工后的轴承示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法，如图1所示，具体过程：首先采用黑色绝缘胶带作为吸收层6，贴覆于在轴瓦表面7，以避免激光辐照导致的热效应。使用流动水作为约束层5，将膨胀的激光诱导等离子体对准靶材表面，从而产生高幅值的冲击压力。轴瓦固定在六轴工业机器人9的夹具8上。用高功率调Q型Nd:YAG激光器2发射激光，激光束3通过光导装置4传至轴瓦表面进行激光冲击微造型。为了确保激光冲击微造型的效果，可以将激光器2放置在精密光学隔震平台1上。由于激光冲击微造型可以同时实现对材料的改形和改性，所以具体方法从如下两个方面阐述：
1.通过改形来对滑动轴承减磨延寿：如图2所示，在轴瓦表面制备出的微织构是排列整齐的微坑，传统没有制备微织构的轴承在工作中产生的细碎磨屑和灰尘将会分布在轴瓦表面与轴之间。这样便增加了轴瓦的磨擦磨损，并且破坏了轴瓦表面的润滑膜和轴的表面完整性，影响了轴承和轴的工作精度及使用寿命。但是通过激光冲击微造型在轴瓦表面制备微坑后，同样在轴承工作时产生的细碎的磨屑和灰尘将会散落在轴瓦表面的微坑中，维持了轴瓦与轴之间的清洁，极大地减少了轴承的摩擦磨损。同时，微坑具有充当微小动压润滑轴承的作用，能够产生附加流体动压力，从而提高滑动轴承的摩擦学性能。另外，微坑还可以作为润滑油的储存室，在轴承工作时不断地提供润滑油，有利于维持润滑膜的完整性，从而降低摩擦磨损，延长滑动轴承的使用寿命。
2.通过改性来对滑动轴承减磨延寿：当采用激光冲击微造型技术在轴承表面制备微坑时,由于激光冲击压力的作用，材料内部晶体将会发生破碎并产生位错形成亚晶结构，从而产生晶粒细化效应，显著提高材料的显微硬度和耐腐蚀性，从而提高了滑动轴承的耐磨性，。同时，冲击完成后，会在材料表层和次表层产生幅值较大且深度较深的残余压应力，残余压应力能够降低滑动轴承使用过程中所承受的交变拉应力载荷，而且可引起裂纹的闭合效应，从而延长疲劳裂纹萌生和扩展的寿命，达到有效延长滑动轴承使用寿命的目的。

Claims (5)

1.一种提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将吸收层贴覆在轴瓦表面，以避免激光辐照导致的热效应，保护轴瓦表面免受热损伤；
(2)在吸收层表面施加约束层，所述约束层用于将膨胀的激光诱导等离子体对准靶材表面，产生高幅值的冲击压力；
(3)用激光器发射激光束，所述激光束通过光导装置传至轴瓦表面进行激光冲击微造型，实现对轴瓦材料的改形和改性。
2.根据权利要求1所述的提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的吸收层为黑色绝缘胶带。
3.根据权利要求1所述的提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的约束层为流动水。
4.根据权利要求1所述的提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法，其特征在于，所述步骤(3)中对轴瓦材料的改形是指在轴瓦材料的表面形成规则排布的微坑阵列。
5.根据权利要求1所述的提高滑动轴承耐磨性和使用寿命的方法，其特征在于，所述步骤(3)中对轴瓦材料的改性是指在激光冲击作用下，使轴瓦材料内部晶体产生位错形成亚晶结构，从而产生晶粒细化效应，并在材料表层和亚表层形成残余压应力。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111558777A (zh) * 2020-05-14 2020-08-21 东华大学 基于激光冲击的搅拌摩擦焊接头强化方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101823339A (zh) * 2010-04-12 2010-09-08 南京金鑫传动设备有限公司 碾磨装备主传动箱弹性金属塑料推力轴瓦的激光处理方法
CN102626826A (zh) * 2012-04-26 2012-08-08 江苏大学 一种基于激光冲击波的高效微凹槽制造装置及方法
CN103014313A (zh) * 2012-11-30 2013-04-03 河南省中原内配股份有限公司 强化气缸套的方法
CN105033461A (zh) * 2015-06-24 2015-11-11 江苏大学 一种利用激光获得减摩耐磨工件表面的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101823339A (zh) * 2010-04-12 2010-09-08 南京金鑫传动设备有限公司 碾磨装备主传动箱弹性金属塑料推力轴瓦的激光处理方法
CN102626826A (zh) * 2012-04-26 2012-08-08 江苏大学 一种基于激光冲击波的高效微凹槽制造装置及方法
CN103014313A (zh) * 2012-11-30 2013-04-03 河南省中原内配股份有限公司 强化气缸套的方法
CN105033461A (zh) * 2015-06-24 2015-11-11 江苏大学 一种利用激光获得减摩耐磨工件表面的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李康妹: "基于激光冲击效应的微坑加工方法及其摩擦学性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111558777A (zh) * 2020-05-14 2020-08-21 东华大学 基于激光冲击的搅拌摩擦焊接头强化方法

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