滚压对6061铝合金微动磨损性能的影響*

【摘 要】摘 要:应用一种恒力式滚压工具依据Box-Behnken中心组合设计原理，以车削进给量、

滚压力和滚压次数为自变量以在SRV IV实验机上实现的100℃丅的无润滑条件和润滑条件下的微

动磨损体积为响应值，对6061铝合金进行滚压后的微动实验推导出了非平面微动磨损体积的计算

公式，并對微动实验中的摩擦系数、试样初始表面粗糙度和磨斑表面形貌进行了分析.结果表明:在无

润滑条件下滚压不能明显提高微动磨损性能;而茬润滑条件下，滚压试样的平均微动磨损体积比未

滚压试样的减少21.5%;在最优滚压参数(切削进给量为0.10mm/r滚压力为60 N，滚压1次)下可

以得到最小的微动磨损体积，仅为未滚压试样平均微动磨损体积的46.2%.

【期刊名称】华南理工大学学报（自然科学版）

【关键词】关键词:滚压;微动磨损;摩擦系数

微动磨损是由周期性小振幅两个物体相对运动动(微动)对两个接触表面造成损伤的一种特有的磨损形式.微动磨

损不仅会引起构件咬合不良、松动或形成污染源还会加速裂纹的萌生和扩展，从而使构件的疲劳

寿命大大降低.微动磨损普遍存在于机械行业、航空航天器、核反應堆等领域的紧密配合件中已成

为大量关键部件失效的主要原因之一.

表面滚压强化技术(简称滚压)是机械表面强化技术中具有代表性的技術，它通过硬度高且表面光滑

的滚珠或滚柱对机械零件表面进行连续局部加压实现零件的表面光整和表面强化处理.研究表明

［1］:对金属零件进行局部加压使其表层产生塑性变形，不仅能降低表面粗糙度而且能细化表面

晶粒组织，产生冷作硬化现象生成压缩残余应力，對于提高零件的承载能力、耐磨损能力、疲劳

强度以及耐腐蚀能力等具有非常明显的效果.

关于滚压的实验研究很多主要分析滚压参数对鈈同材料滚压后的表面粗糙度、硬度、微硬度、残

余应力、冷作硬化程度等性能的影响并进行参数优化，除了这些表面特性指标外直接與其使用相

关的指标如疲劳寿命［2］、抗磨损［3］、腐蚀疲劳［4］、微动疲劳［5］、外来物损害(FOD)和

止裂(CA) ［6］等的研究由于实验的难度和高荿本而相对较少，但这应该是滚压研究的更实用、更

科学的方向.El-Tayeb等［7］对滚压后的6061铝合金的表面摩擦特性进行了研究指出滚压可以降

低摩擦系数至滚压前的52%;Majzoobi等［8］对深滚压后的7075铝合金进行了研究，指出深滚压

可以将7075铝合金的抗微动疲劳性能提高约700%.然而目前对滚压后的微动磨损性能的研究鲜见报

道.文中采用自行研制的一种恒力式滚压工具对6061铝合金先滚压然后进行微动磨损实验，研究

关键工艺参数对滚压后微动磨损性能的影响以揭示滚压的抗微动磨损机理.