一种基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法，采用激光复合织构的方式，通过减小或增大调节管柱调节时的接触面积，以改善其摩擦润滑及磨损特性；首先根据调节机构耐久及溃缩试验确定需要设计摩擦力的关键区域，其次在前述关键区域进行第一次激光复合织构处理，并静置一段时间，从而使机构表面经过激光复合织构处理后区域的金属材料得到充分冷凝，再将经过上述处理后的试样进行第二次激光复合织构处理，最后再将上述经过激光复合织构处理后的样件加入润滑油脂。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法
本专利技术涉及一种基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法，属于表面激光技术及摩擦润滑

技术介绍
激光复合织构（CompositeLaserSurfaceTexturing）包括激光毛化织构技术及激光微造型织构技术。激光毛化织构技术（LaserTexturing,LT）是利用高能量密度的激光束照射到材料表面，当材料表面温度超过材料汽化阈值时，局部材料发生熔化和汽化，当激光停止照射时，材料表面发生流动并重凝，从而在材料表面得到凸起的形貌，以此来达到对表面改形改性的目的。激光造型织构技术（LaserSurfaceTexturing,LST）是利用激光束照射到材料表面，使激光焦点照射区域表面材料瞬间汽化，从而使表面材料去除的一种方式。当调节管柱调节支架与凸轮表面的摩擦力过大时，调节手柄的锁紧力会超过理想值，且会造成调节异响，而摩擦力过小时，管柱角度调节保持力则不能满足要求，而这两项要求都是调节机构耐久试验合格的必备条件。同样，合理设置下护管外径及调节支架与剪切块之间的摩擦系数对设计管柱的溃缩曲线具有重要意义。因此研究这些构件表面的摩擦力对调节管柱具有重大现实意义。本方法是针对调节管柱关键构件提出的，相对于其他表面织构设计摩擦力的方法，激光复合织构技术具有稳定、可控且工艺操作性强等优点，能有效设计构件表面的摩擦力，从而减小管柱调节异响及延长管柱调节寿命的作用。大多数设计调节管柱摩擦力的方式是通过在管柱表面增加润滑涂层、自润滑材料或增加摩擦片，如霍强在转向管柱中增加一摩擦片组的转向管柱用摩擦片组、转向管柱调节机构和车辆专利以及周国军的一种降噪管柱调节机构等。目前还没有激光毛化技术与激光微造型技术（即激光复合织构技术），本方法采用分区异构的方式，将激光毛化织构技术与激光微造型织构技术分别作为两种不同的设计摩擦系数的手段，为设计管柱摩擦力提供了新途径，具有很强的创造性及新颖性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法，采用激光复合织构的方式，减小或增大调节管柱调节时的接触面积，改善其摩擦润滑及磨损特性，同时减小管柱调节异响并延长管柱调节寿命的作用。为了达到以上目的，本专利技术提供了一种基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法，其特征在于：采用激光复合织构的方式，通过减小或增大调节管柱调节时的接触面积，以改善其摩擦润滑及磨损特性；首先根据调节机构耐久及溃缩试验确定需要设计摩擦力的关键区域，其次在前述关键区域进行第一次激光复合织构处理，并静置一段时间，从而使机构表面经过激光复合织构处理后区域的金属材料得到充分冷凝，再将经过上述处理后的试样进行第二次激光复合织构处理，最后再将上述经过激光复合织构处理后的样件加入润滑油脂。进一步的，包括如下具体步骤：步骤1、选取2N个调节管柱分为两组，一组（N个）进行调节机构耐久试验，一组（N个进行管柱溃缩试验，记录2N个不同管柱调节摩擦力位置，确定调节管柱需要设计摩擦力的关键区域A；步骤2、对步骤1中确定的关键区域进行激光复合织构处理；步骤3、将步骤2中进行过激光复合织构处理的试样静置一段时间B，使机构表面经过激光微织构处理后区域的金属材料得到充分冷凝；步骤4、对步骤3处理的试样区域A进行第二次激光复合织构处理；步骤5、对经过步骤4处理后的试样区域A均加入润滑油脂，加入量为C，至此本方法的处理步骤完成。进一步的，所述步骤1中，选取的进行试验的调节管柱的个数15。所述步骤1中，关键区域A包括：A1：下护管外径处，A2：调节支架与支撑块配合平面，A3：调节支架与凸轮配合平面，A4：调节支架与剪切块配合平面。进一步的，所述步骤1中，采用分区异构的方式将关键区域A中的A2处设计凸起激光微织构形貌从而增加摩擦力，A1，A3，A4处设计凹槽激光微织构形貌从而减小摩擦力。进一步的，所述步骤2及步骤4的激光复合织构处理中，针对A2处的凸起激光微织构形貌加工参数如下：单脉冲，激光功率为50-70W，脉宽为700-1500，形成高度为h1，直径为d1的凸起激光微织构形貌。进一步的，所述步骤2及步骤4的激光复合织构处理中，针对A1、A3及A4处的凹槽激光微织构形貌加工参数如下：连续脉冲，激光功率为80-100W，脉宽为10000-20000，形成深度为H1，直径为D1的凹槽激光微织构形貌。进一步的，所述步骤3中，静置时间。进一步的，所述步骤5中，润滑油脂加入量均为。本专利技术所提供的一种基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法，采用激光复合织构的方式，减小或增大调节管柱调节时的接触面积，改善其摩擦润滑及磨损特性，同时减小管柱调节异响并延长管柱调节寿命的作用。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术的流程框图。图2为本专利技术的调节管柱结构示意图。图3为本专利技术的关键区域，其中（a）为A1处，（b）为A2处，（c）为A3处，（d）为A4处。图4为本专利技术进行不同激光织构处理后摩擦系数随时间变化曲线。附图说明，图2中1-下护管，2-调节支架，3-支撑块，4-凸轮，5-剪切块。具体实施方式本专利技术提供的一种基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法，其步骤为：步骤1、选取20个转向管柱分别进行调节机构耐久及溃缩试验，统计这20个调节管柱进行试验后主要影响管柱角度调节保持力、调节手柄锁紧力及溃缩曲线的受力区域，发现主要影响其作用力的位置在下护管外径1处，如图3(a)，调节支架2与支撑块3配合平面，如图3(b)，调节支架2与凸轮4配合平面，如图3(c)，调节支架2与剪切块5配合平面，如图3(d)。步骤2、对步骤（1）中确定的区域进行激光复合织构处理，其中凸起激光微织构形貌加工参数如下：单脉冲，激光功率为50-70W，脉宽为700-1500；凹槽激光微织构形貌加工参数如下：连续脉冲，激光功率为80-100W，脉宽为10000-20000。步骤3、将步骤（2）中进行过激光复合织构处理的试样静置一段时间B，使机构表面经过激光微织构处理后区域的金属材料得到充分冷凝，其中，。步骤4、对经过步骤（3）处理后试样进行第二次激光复合织构处理，其中激光加工参数和步骤（2）相同，其中凸起激光微织构形貌加工参数如下：单脉冲，激光功率为50-70W，脉宽为700-1500；凹槽激光微织构形貌加工参数如下：连续脉冲，激光功率为80-100W，脉宽为10000-20000。步骤5、对经过步骤（4）处理后的试样的区域A加入润滑油脂，至此本方法的处理步骤完成。对步骤（1）中确立的区域A进行一次激光毛化处理，作为对比组1。对步骤（1）中确立的区域A进行两次激光毛化处理，作为对比组2。对步骤（1）中确立的区域A进行一次激光微造型织构处理，作为对比组3。对步骤（1）中确立的区域A进行两次激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法，其特征在于：采用激光复合织构的方式，通过减小或增大调节管柱调节时的接触面积，以改善其摩擦润滑及磨损特性；首先根据调节机构耐久及溃缩试验确定需要设计摩擦力的关键区域，其次在前述关键区域进行第一次激光复合织构处理，并静置一段时间，从而使机构表面经过激光复合织构处理后区域的金属材料得到充分冷凝，再将经过上述处理后的试样进行第二次激光复合织构处理，最后再将上述经过激光复合织构处理后的样件加入润滑油脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法，其特征在于：采用激光复合织构的方式，通过减小或增大调节管柱调节时的接触面积，以改善其摩擦润滑及磨损特性；首先根据调节机构耐久及溃缩试验确定需要设计摩擦力的关键区域，其次在前述关键区域进行第一次激光复合织构处理，并静置一段时间，从而使机构表面经过激光复合织构处理后区域的金属材料得到充分冷凝，再将经过上述处理后的试样进行第二次激光复合织构处理，最后再将上述经过激光复合织构处理后的样件加入润滑油脂。


2.根据权利要求1所述的基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法，其特征在于：包括如下具体步骤：
步骤1、选取2N个调节管柱分为两组，一组为N个进行调节机构耐久试验，一组为N’个，N=N’进行管柱溃缩试验，记录2N个不同管柱调节摩擦力位置，确定调节管柱需要设计摩擦力的关键区域A；
步骤2、对步骤1中确定的关键区域进行激光复合织构处理；
步骤3、将步骤2中进行过激光复合织构处理的试样静置一段时间B，使机构表面经过激光微织构处理后区域的金属材料得到充分冷凝；
步骤4、对步骤3处理的试样区域A进行第二次激光复合织构处理；
步骤5、对经过步骤4处理后的试样区域A均加入润滑油脂，加入量为C，至此本方法的处理步骤完成。


3.根据权利要求2所述的基于激光复合织构设计调节管柱摩擦力的方法，其特征在于：所述步骤1中，选取的进行试验的调节管柱的个数15。


4.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘彩云，薛峰，刘健，陈建坤，
申请(专利权)人：南京东华智能转向系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32