【摩擦磨损与润滑】宁波大学施晨淳等：抛光垫表面织构化的摩擦学性能研究
科技
科学
2024-12-30 17:13
重庆
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目的 研究表面织构化对抛光垫耐磨性的影响规律，分析材料去除增强机制，旨在提高抛光垫服役寿命，并优化气囊抛光加工效率。方法 利用激光打标机在抛光垫表面分别制备沟槽、圆凹坑和三角形阵列织构，利用摩擦磨损试验机进行有/无抛光膏条件下织构抛光垫的摩擦学试验，使用高速摄影机记录试验过程，应用光学显微镜和共聚焦显微镜分析抛光垫和GCr15对摩球的表面形貌特征。结果 在无抛光膏的干摩擦条件下，3种织构抛光垫的耐磨性均得到较大改善，且摩擦因数也不同程度地下降，但是对摩球表面的划痕既窄又浅，材料去除量小。在添加抛光膏的湿摩擦条件下，有/无织构抛光垫的磨损量与摩擦因数均未呈现显著差别，但织构抛光垫的对摩球配副表面犁沟既宽又深，材料去除明显。结论 在干摩擦条件下，织构抛光垫的材料去除机理为织构的弹性撞击作用，去除效果轻微；在湿摩擦条件下，织构抛光垫的材料去除机理为织构对抛光膏的储存功能与硬质磨粒对材料表面剪切划擦的综合作用，去除效果显著，但应合理设计织构参数，以平衡摩擦界面内有效磨粒总数与真实接触面积间的耦合关系，进而获取最优的材料去除能力。表面织构技术具有改善抛光垫耐磨性，降低界面摩擦因数并增强材料去除率的应用潜力。
关键词：表面织构化；抛光垫；耐磨性；摩擦；材料去除；磨粒![]()
3种织构的三维形貌
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织构抛光垫的摩擦因数曲线
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干摩擦条件下抛光垫表面磨痕的形貌
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湿摩擦条件下GCr15对摩球磨斑
开展了表面织构化对抛光垫摩擦学性能的影响研究，以期改善抛光垫的摩擦磨损性能，为接触式抛光加工工艺的优化提供参考。主要结论如下。1）在无抛光膏的干摩擦条件下，抛光垫表面织构化不仅能提高抛光垫的耐磨性，增强材料去除能力，还具有较显著的减摩效果。2）在有抛光膏的湿摩擦条件下，3种织构抛光垫与无织构抛光垫在耐磨与减摩方面无显著差异，但在材料去除方面，织构抛光垫具有更强的材料去除能力。3）在干摩擦条件下，织构抛光垫的材料去除机理为织构的弹性撞击作用，但材料去除整体表现轻微。在湿摩擦条件下，织构抛光垫的材料去除机理为织构对抛光膏的储存功能与金刚石硬质磨粒对材料表面剪切划擦的综合作用，材料去除效果显著。4）虽然湿摩擦条件下织构抛光垫的材料去除能力明显增强，但需合理设计织构参数，平衡摩擦界面内有效磨粒总数与真实接触面积之间的耦合关系，才能获取最优的材料去除效果。表面织构技术能改善抛光垫的耐磨性，降低界面摩擦因数，并增强材料去除率的应用潜力。在未来的研究中，还应进一步将表面织构技术与其他表面技术相结合，深入探究表面织构化技术的可持续性，确定最优的使用期限等。引文格式：
张小康, 施晨淳, 叶文彬, 等. 抛光垫表面织构化的摩擦学性能研究[J]. 表面技术, 2024, 53(21): 97-111.
ZHANG Xiaokang, SHI Chenchun, YE Wenbin, et al. Tribological Properties of
Polishing Pads by Surface Texturing[J]. Surface Technology, 2024, 53(21):
97-111.
DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.21.011
