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滚动轴承激光表面强化改性与微织构固体润滑复合技术研究
摘要
本文研究的是滚动轴承激光表面强化改性与微织构固体润滑复合技术。通过对激光表面强化和微织构固体润滑技术进行研究和分析，探讨了将两者相结合的复合技术，对于提高滚动轴承耐磨性、抗疲劳性等性能方面有明显的改良作用，并提出了一些研究展望。
关键词：滚动轴承；激光表面强化改性；微织构固体润滑；复合技术
Abstract
Thispaperfocusesontheresearchofcompositetechnologyoflasersurfacestrengtheningmodificationandmicro-texturedsolidlubricationforrollingbearings.Throughresearchandanalysisoflasersurfacestrengtheningandmicro-texturedsolidlubricationtechnology,thispaperdiscussesthecombinedcompositetechnology,whichhasobviousimprovementinthewearresistanceandfatigueresistanceofrollingbearings,andputsforwardsomeresearchprospects.
Keywords:Rollingbearing;Lasersurfacestrengtheningmodification;Micro-texturedsolidlubrication;Compositetechnology
介绍
滚动轴承广泛应用于各种机电设备中，并且在设备运行中起着至关重要的作用。但是，由于轴承在使用过程中往往会受到较大的负荷和运动摩擦，其表面会出现磨损和疲劳等问题，从而影响其使用寿命和效果。为了解决这些问题，现代技术上出现了很多滚动轴承表面处理的技术，其中激光表面强化改性和微织构固体润滑技术就是常用的两种方法。
这两种技术各有特点：激光表面强化改性能够改变材料表面的化学和物理性质，增强其力学性能和疲劳寿命；而微织构固体润滑技术则是利用微米尺度的凸起和凹陷来改变润滑状态，形成一种均匀分布的固体润滑层，以减少表面的摩擦和磨损。
因此，本文将探讨将这两种技术相结合的复合技术，以期进一步提高滚动轴承的性能和寿命。
激光表面强化改性
激光表面强化改性是一种利用激光辐照的方式来改变材料表面的化学和物理性质的技术，可以提高材料的硬度、强度、疲劳寿命和耐腐蚀性等性能。具体操作过程为，通过激光束的聚焦，使表面材料吸收电磁能量，产生局部热作用，然后在几微秒的时间内迅速冷却，形成高温、高压、高速冷却的“激光效应区”。激光效应区内的组织结构被改变，形成复杂的残余应力和位错密度等，并可使表面层发生相变和化学变化。
通过激光表面强化改性技术，可以得到以下优点：
1.提高表面硬度：强化后的表面硬度可以增加2到5倍，改善了材料的耐磨性和抗刮擦性能；
2.提高材料强度：强化后的材料疲劳寿命和抗拉强度均有所提高，使得材料能够承受更大的负荷；
3.降低表面摩擦因素：激光效应区中的化学反应可以生成一层润滑膜，减少表面的摩擦因子。
微织构固体润滑
微织构固体润滑是指在材料表面形成微米级别的凸起和凹陷结构，使得润滑材料能够弥散到这些凹处，并形成一层均匀分布的润滑层，从而减少表面的摩擦和磨损。例如，当材料表面形成一些小球形凸起时，可以形成一些小型的润滑沟槽，润滑油能够被固体撞击后震荡而进入其中，并在相对移动中形成均匀液体膜。这种润滑机制的优点在于可实现长时间的稳定润滑、不需很大量的润滑物质。
复合技术
以上两种技术的优点都比较明显，但它们也存在各自的缺陷。激光表面强化改性技术虽然可改善材料的力学性能和疲劳寿命等问题，但其本身并不具备润滑功效。而微织构涂层虽然可以形成均匀分布的润滑层，但其本身的硬度和强度等性能相对较低，对于高负荷的应用场景不太适用。
因此，将这两种技术相结合可以实现更好的效果。在油脂涂敷滚动轴承的工艺中，可通过激光表面强化改性技术形成一定深度的快速冷却区，而在快速冷却的同时，即可采用微织构技术在二者之间打造一层润滑层。这样的涂层可实现快速散热和长效润滑，从而提高材料的耐磨性和寿命等性能。因此，复合技术在提高轴承材料性能和克服各自缺陷方面具有重要意义。
展望
滚动轴承的表面改性技术的研究与应用已成为目前研究轴承材料性能和应用价值的重点领域之一。但是，当前对于复合技术的研究仍处于初级阶段，存在许多问题需要进一步深入研究，如：
1.优化复合技术参数，选择最优的激光功率、微织构形状和润滑材料等参数，以提高滚动轴承材料的性能。
2.探索适用于不同滚动轴承应用场景的复合技术方案，并开展