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表面沟槽微织构刀具高速微车削试验研究

长春理工大学学报（自然科学版） 2015年第3期38卷 72-76页

作者：于占江张超楠王雯长春理工大学机电工程学院长春130022

针对微型刀具高速微切削过程中磨损严重的问题,基于表面非光滑技术,在刀具表面置入沟槽微织构,达到增强刀具减磨排热、抗粘结以及刀具抗磨能力。利用激光加工技术在微型车刀表面加工沟槽微织构;使用自行研制的高速微车削实验装置进行AL6... 详细信息

针对微型刀具高速微切削过程中磨损严重的问题,基于表面非光滑技术,在刀具表面置入沟槽微织构,达到增强刀具减磨排热、抗粘结以及刀具抗磨能力。利用激光加工技术在微型车刀表面加工沟槽微织构;使用自行研制的高速微车削实验装置进行AL6061微加工实验,并针对刀具表面磨损状况、切屑形态、已加工表面粗糙度等三个方面进行评价。试验结果表明,沟槽微织构在提高刀具减摩性能及改善切屑形态和已加工表面质量方面效果良好。

关键词：沟槽微织构刀具高速微车削

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激光冲击压印制备疏水铜表面的耐久性研究

激光冲击压印制备疏水铜表面的耐久性研究

作者：李闯江苏大学

学位级别：硕士

疏水表面具有许多优异的性能,因此一直以来都引起了工业界的广泛兴趣与关注。然而,疏水表面得到大规模的实际应用之前,如何高效、低成本的制备疏水性良好的工件表面以及如何解决疏水表面耐久性满足日常应用标准等这些问题仍然是重要的... 详细信息

疏水表面具有许多优异的性能,因此一直以来都引起了工业界的广泛兴趣与关注。然而,疏水表面得到大规模的实际应用之前,如何高效、低成本的制备疏水性良好的工件表面以及如何解决疏水表面耐久性满足日常应用标准等这些问题仍然是重要的挑战。本文采用激光冲击压印技术制备具有多级沟槽微织构的疏水性铜箔表面。先通过激光标刻制备具有多级沟槽特征的微模具,然后通过激光冲击压印技术将微模具上的多级沟槽微织构复制到工件表面。从工件微织构形貌以及表面元素成分这两个角度出发,系统地研究了疏水铜表面的耐久性。主要研究工作与成果如下:(1)深入研究了激光冲击压印工艺的基础理论,构建了激光冲击压印的实验平台,介绍了实验相关设备以及表征手段。重点介绍了测试工件表面润湿性以及耐久性的实验方法。介绍了样品的准备以及微模具的设计与制造过程,重点阐述了激光标刻作用下微模具表面的成形过程与表面微观形貌。结果表明,微模具表面沟槽微织构成形效果显著。(2)采用激光冲击压印工艺来制备具有多级沟槽微织构的疏水铜箔表面。研究了冲击次数、激光能量、软膜厚度、工件厚度以及烧蚀厚度对疏水表面的表面形貌、接触角的影响。结果表明,当冲击次数从1次增加到7次时,激光能量从565 mJ增大到1690 mJ时,软膜厚度从300μm减少至100μm时,工件厚度从150μm减少至80μm时,工件表面复制微织构的程度逐渐变大,工件成形深度变大,成形效果变好。同时工件经过激光冲击压印后,沟槽微织构产生大量二级细晶微织构,使得固体表面与空气接触面积在总面积比例增大,表面接触角变大,沟槽微织构表面从亲水性转变为疏水性。当纯铝箔烧蚀层厚度为40μm时,没有发生击穿现象,说明该工艺具有一定的可靠性。并且工件能够较好地复制出微模具沟槽微特征,工件表面成形效果显著,体现出激光冲击压印工艺的优势。(3)通过对工件微织构表面形貌观测以及元素成分的测量,系统地研究激光冲击压印工艺制备疏水铜表面的耐久性。在耐磨性、耐固体颗粒冲击性以及耐剥离性研究中,由于微米尺度的沟槽微突起结构对附着在沟槽微结构上的微小颗粒与絮状物存在保护作用,使得沟槽微织构损坏程度有限,该表面分别经历9次磨损循环次数、15 min固体颗粒冲击、100次胶带剥离循环次数后,表面仍保持疏水性。工件疏水表面耐磨性、耐固体颗粒冲击性、耐剥离性良好,该工艺所制备的疏水表面耐久性优异。(4)在耐水滴冲击性、时效性、耐酸性、耐碱性研究中发现,工件表面沟槽微织构遭到破坏,由于工件表面经过激光冲击压印,使得晶粒得到细化,机械性能提升,抗腐蚀破坏能力提高,所以其疏水性下降但影响效果有限。所以该疏水表面放置在水滴冲击环境60 h后,在空气、水以及3.5%NaCl溶液中21天后,pH=2的HCl溶液以及pH=12的NaOH溶液中24 h后表面仍为疏水性。氟化改性实验中发现,在降低工件表面能的同时,表面生成稳定的分子膜(SAMs),即沟槽表面存在珊瑚状或者叶片状的突起微织构,增强了表面的粗糙结构,工件表面疏水性增强。同时分子膜本身具有化学惰性,它可以保护沟槽微织构表面,使得其抗腐蚀破坏能力强化,所以最后表面仍为疏水性,体现出该工艺所制备的疏水表面具有良好的耐久性。

关键词：激光冲击压印沟槽微织构疏水性耐久性时效性

激光冲击压印制备具有良好时效性的疏水铜表面

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激光与光电子学进展 2022年第17期59卷 233-242页

作者：沈宗宝李闯李品张蕾王霄刘会霞江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

采用激光冲击压印技术制备具有多级沟槽微织构的疏水性铜箔表面。首先通过激光标刻制备具有多级沟槽特征的微模具,然后通过激光冲击压印技术将微模具上的多级沟槽微织构复制到工件表面。研究了冲击次数、软膜厚度对工件多级沟槽微织构... 详细信息

采用激光冲击压印技术制备具有多级沟槽微织构的疏水性铜箔表面。首先通过激光标刻制备具有多级沟槽特征的微模具,然后通过激光冲击压印技术将微模具上的多级沟槽微织构复制到工件表面。研究了冲击次数、软膜厚度对工件多级沟槽微织构疏水表面的表面形貌、静态接触角的影响。结果表明:当冲击次数从1次增加到7次、软膜厚度从300μm减少至100μm时,工件表面复制微织构的程度逐渐变大,同时表面的静态接触角增大,疏水性增强。通过对工件微织构表面元素及其成分的测量发现,采用激光冲击压印技术制备的具有多级沟槽微织构疏水表面在空气、水以及质量分数3.5%NaCl溶液中放置21天后,仍保持为疏水性,体现出该工艺制备的疏水表面具有良好的时效性。

关键词：激光技术激光冲击压印沟槽微织构疏水性时效性

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沟槽织构球头铣刀刀具结构强度仿真研究

航空精密制造技术 2021年第1期57卷 5-8页

作者：姚智奇北京动力机械研究所北京100074

为研究横向沟槽微织构的制备对刀具应力和应变的影响,采用有限元仿真方法,针对横向沟槽微织构形式,进行了刀具结构强度的仿真。同时,研究了不同横向沟槽微织构参数对球头铣刀结构强度的影响规律。

关键词：沟槽微织构球头铣刀结构强度钛合金加工仿真