活塞环织构化表面电沉积Ag-MoS2复合涂层及其摩擦学性能(4)
1.3.1 几种表面织构加工技术
表1.1 几种表面织构加工技术特性的比较
喷丸 电火花 电子束 机械加工 激光
结构 随机 随机 确定 确定 确定
粗糙度范围 小 小 大 小 大
可重复性 差 好 好 好 好
对材料的限制 硬度 导电性 无 硬度 无
环境污染 粉尘、噪音 腐蚀 无 粉尘、噪音 无
目前，各种表面技术，比传统的光滑化效果要好得多[9]。如表1.1列出几种不同技术的特点进行对比，如：喷丸[10]，电火花，电子束，机械加工，激光等，使得很多表面微造型都能够实现。与其他处理技术相比[11]，如：喷丸对环境的污染比较大，电子束刻蚀成本较高，激光织构形貌主要是球状，可以在大气中进行而对环境无污染。
电解加工所使用的设备简单，易于操作，能加工出各种形状的工件，使用中无需太考虑形状因素。根据所需要的微孔直径、微孔间距及排列，先使用脉冲激光器在电镀PVC胶带（环保，耐高温，不易变形）上打孔，作为微孔模板，再把它粘到圆盘上，然后用电解加工技术来得到所预期的微孔。电解加工技术，使用的能量没有很高，对微孔周边的材料几乎没有什么大的影响，而激光刻蚀加工由于激光能量很高，微孔周边形成“热影响区”，材料发生熔融氧化，重熔时残余应力大，材料易变形。
1.3.2 活塞环-缸套表面微孔化处理研究现状
为改善活塞环-缸套的摩擦学特性，可以对活塞环或者缸套表面微观几何形貌进行优化，提高储油能力[12]，改善润滑条件。胡勇等[13]在缸套内表面构造珩磨网纹、无网纹、微坑-槽纹3种织构，结果表明，相同载荷下，表面织构确能降低磨损率，低载荷下，微坑-槽纹的表面处理更好，网纹次之，高载荷下，微坑-槽纹和网纹表面处理都有一定的效果，其降低摩擦效果与无织构趋近。
钱双庆等[14]研究表明摩擦副表面的织构可以有效改善表面摩擦磨损性能，在活塞环表面电解加工微孔，研究曲面微坑尺寸的影响因素（绝缘层厚度和加工电压），优化之后，得到微孔的平均直径为 250 μm，深度为 10 μm；试验结果显示，与光滑曲面相比，设计合理的面积率和深度，可以有效降低摩擦系数，降低磨损率。
1.3.3 激光表面织构技术
激光表面织构，根据摩擦学理论和活塞环-缸套的摩擦学性能要求，将一定能量密度的激光束，作用于整个工作表面，形成一种规律的表面微观几何形貌分布，能够达到润滑减磨要求，改善摩擦磨损性能。激光表面织构技术的发展改善了摩擦学表面形貌，可以在硬质陶瓷表面构造微孔，并准确控制其分布、尺寸和深度等。硬质涂层表面的激光微孔化处理能够实现自适应涂层设计，实现自润滑要求。脉冲激光微加工，将脉冲激光直接作用使金属熔化，其附近为“热影响区”，“热影响区”周围的材料产生宏观或微观裂纹，强度、抗疲劳、抗磨损等性能下降；而紫外波段的准分子激光，能量高，能够直接切断表面分子或原子的结合键，实现钻孔、光刻刻蚀及表面处理等多种微细加工，热影响区较小；随着激光脉冲时域宽度从10-9s (纳秒)量级到10-15s (飞秒)量级，阈值小，加工精度可达微米量级甚至更小，几乎无热扩散影响区[15]。
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