激光表面微织构在机械工程领域的应用
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技术综合
激光表面微织构（LST）是根据机械系统的工况要求，在摩擦副表面加工出特定形状、尺度和分布的织构形貌，从而达到优化表面摩擦学特性，提高零部件性能和服役寿命的一项技术。该技术具有精确可控、稳定高效和绿色环保的特点，能胜任各类机械零部件表面的加工。
该技术用于发动机气缸孔–活塞环摩擦副系统中，形成的微织构在运转过程中储存并均布润滑油，形成动压润滑，同时收集磨粒减少磨损，使得整机机油耗降低35%左右，燃油耗降低3%左右。
用于其他摩擦副系统时，如对凸轮（轴）桃尖区域进行减摩和强化，降低了材质要求并可替代传统热处理工艺；对机械密封端面进行跨尺度加工，形成增强润滑（腔）和主动泵送（槽）的零泄漏机械密封；在金属切削刀具前/后刀面，微沟槽能降低刀–屑接触面积，导流切削液，使得切削力下降30%，磨损量降低7%，加工质量提升。此外，通过复合LST技术实现毛化增摩和凹腔减摩，可优化模具-成形工件系统的摩擦学行为，控制塑性成形过程中薄板材料流动特性，显著改善模具使用性能、成形工艺性能和成形工件质量。初步试验研究表明：成型件底部变形减小约50%，板厚变化幅度减小约40%。
同时，通过LST与固体润滑有效集成融合，形成摩擦副表面微织构自润滑新技术。该技术能在材料表面形成弥散均匀、连续致密的自润滑膜，实现表面承载、润滑与强化的有机结合，从而有效提高特殊苛刻工况条件下摩擦副减摩抗磨性能。
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