第十五届全国摩擦学大会暨全国青年摩擦学学术会议

274 / 2021-06-07 19:20:53

织构柱塞加工工艺与表征方法研究

表面织构技术是提升压裂泵柱塞动密封副极端恶劣工况下润滑减磨性能的有效手段，如何将优选表面织构高效率、高质量地布置于压裂泵柱塞表面是目前亟待解决的问题之一^[1]。针对柱塞表面T15E-10涂层材料，开展了纳秒激光烧蚀微凹坑的加工工艺和三维表征分析研究^[2]。因纳秒激光烧蚀的热效应影响，涂层表面纳秒激光烧蚀圆形凹坑内部出现微裂纹，且凹坑边缘出现显著金属熔融堆积现象^{[3, 4]}；为了解决纳秒激光加工存在的缺陷问题，利用紫外皮秒激光开展了激光功率、扫描次数和扫描速度等工艺参数对柱塞表面T15E-10涂层表面烧蚀织构几何参数和微观形貌影响规律的实验研究，确定了优选织构参数皮秒激光单点加工的工艺参数。为了满足织构柱塞工程应用对超快激光加工高效率、高质量的需求，创新设计了一套全尺寸织构柱塞激光加工的专用配套夹具，并结合超快激光分束技术，使全尺寸织构柱塞的整机加工效率提升了86%，并通过全尺寸织构柱塞动密封系统的整机抗磨性能的台架试验验证，形成了一套针优选织构柱塞的皮秒激光加工工艺与表征方法，为推进压裂泵织构柱塞抗磨减磨的工程化应用提供了实验支撑。