铝合金作动部件表面复合PTFE硬氧膜层减摩抗磨性能

作     者：胡波 任俊辉 石晓飞 白常宁 强力 张俊彦 

作者机构：航空工业庆安集团有限公司 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室 中国科学院材料磨损与防护重点实验室 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家科技重大专项(2019-VII-0015-0155) 兰州化物所青年科技工作者协同创新联盟合作基金(HZJJ23-3) 

主　　题：铝合金作动部件 复合PTFE硬质阳极化膜层 摩擦学性能 工程化验证 

摘      要：铝合金材料比强度高、易于加工，但表面硬度低，耐磨性差，其表面经硬质阳极氧化处理后具有耐磨、绝缘及耐腐蚀性等，广泛应用于航空液压系统。然而，硬质阳极氧化膜层（硬氧膜层）存在孔隙率大、表面粗糙度及摩擦因数高等问题，易加剧摩擦配副磨损而泄漏，严重制约其实际服役。为了改善铝合金硬质阳极化膜层表面粗糙度，提升其减摩性能以满足新一代航空作动部件对减重及高机动性的服役需求，利用原位合成技术在铝合金表面制备复合PTFE硬氧膜层，研究粗糙度对其表面复合PTFE硬氧膜层和传统硬氧膜层不同配副方式下摩擦磨损行为的影响，并对复合PTFE硬氧膜层耐磨性能进行工程化模拟验证。研究结果表明：复合PTTE硬氧膜层较传统硬氧涂层更加致密，且硬度更高；其摩擦因数（0.08）较传统硬氧涂层（0.14）降低约40%，磨损量则降低2个数量级；在产品功能性试验中未发现脱落，磨损量小，能够满足产品性能需求；在产品实际使用中具有自抛光效应，这更有利于缩短产品生产周期及大幅度降低成本。提出一种更有利于缩短产品生命周期、大幅降低成本的复合硬氧膜层工艺，并在产品功能性试验中得到检验，在工程化应用中具有重要的推广意义。