本发明属于磁流体润滑,具体涉及磁性表面织构对磁流体黏度的调控方法。
背景技术:
1、在液体润滑中,润滑油膜的完整性和稳定性决定了设备运行的质量,一旦油膜破裂,可能造成严重事故。而黏度是影响油膜承载能力的重要指标,润滑油黏度过低会导致润滑油膜的承载能力不足,引起零件摩擦副表面的直接接触,润滑剂不能在设备工作时提供足够的润滑保护,从而使摩擦磨损加剧,影响设备正常运转。而润滑剂的黏度过高会增大摩擦损耗和发热,降低生产效率。因此,对于使用液体润滑剂的设备,在一定工况下,润滑剂存在合适的黏度范围,实现黏度的控制可以为实际应用奠定基础。采用磁流体代替传统润滑油充当润滑介质,具有如下优势:
2、1)施加外磁场可使其聚集并持久保持在所需的润滑部位,润滑剂用量少且可靠,可以实现定域润滑,同时避免了润滑剂的飞溅,防止对外界造成污染;
3、2)磁性颗粒的平均直径在10 nm左右,颗粒可起到近似微型滚珠的作用,从而降低摩擦;
4、3)外磁场作用下的磁流体,在两平行且相对静止的摩擦副间亦能产生支撑力。通过改变外加磁场的强度可以实现磁流体黏度的控制。
5、现有的磁流体润滑器件通常采用两种方式提供磁场,第一种是基底表面上制备永磁体阵列,但其磁场强度固定,对于磁流体的黏度不具备可调控性。第二种是微型电磁线圈阵列,尽管其磁场强度可以调控,但其电流大小有限,产生的磁场较小,进而磁流体黏度可调控范围较小。
6、基于此,提出了一种结合微型三维表面织构、高磁导率的软磁薄膜以及外加磁场,使织构表面的磁场强度可达到外加磁场的数倍,从而极大的扩展了磁流体黏度的调控范围。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供磁性表面织构对磁流体黏度的调控方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:磁性表面织构对磁流体黏度的调控方法,包括以下步骤:
3、s1、在基底表面加工表面织构,得到基底表面三维织构;
4、s2、在基底表面三维织构上沉积一层磁性薄膜;
5、s3、在对摩擦副之间填充磁流体,并通过改变外磁场强度即可完成磁流体黏度的调控。
6、作为本发明的进一步说明,所述的基底表面三维织构是使用激光、模压或刻蚀的表面织构加工技术,在基底表面获得棱形或台阶形的具有倾斜面的三维表面织构。
7、作为本发明的进一步说明,所述磁性薄膜是由薄膜技术沉积得到的高磁导率软磁薄膜,其材料为例如镍铁、钴铁或纯铁等,使得基底表面三维织构表面具有聚磁作用。
8、作为本发明的进一步说明,所述基底具体为不锈钢、钛、铜、铝或单晶硅材料。
9、本发明与现有技术相比具有以下优点:
10、本发明中的沉积了高磁导率软磁薄膜的表面织构可以产生外加磁场数倍的表面磁场强度,极大扩展了磁流体的黏度调控范围,再结合磁流体可以被外磁场固定在指定区域润滑的特性,能够很好的保证磁流体的润滑效果,利用表面三维织构的聚磁作用使试样表面的局部磁场更大,实现对磁流体的强定域润滑,同时加工出的表面织构还能抑制润滑剂的爬移。改变外磁场,磁性表面织构上磁流体的黏度和承载能力会相应改变,从而影响其摩擦磨损特性,实现设备运转时磁流体黏度的调控。
1.磁性表面织构对磁流体黏度的调控方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的磁性表面织构对磁流体黏度的调控方法,其特征在于,所述的基底表面三维织构(4)是使用激光、模压或刻蚀的表面织构加工技术,在基底表面获得棱形或台阶形的具有倾斜面的三维表面织构。
3.根据权利要求1所述的磁性表面织构对磁流体黏度的调控方法,其特征在于,所述磁性薄膜(3)是由薄膜技术沉积得到的高磁导率软磁薄膜,其材料为镍铁、钴铁或纯铁,使得基底表面三维织构(4)在外磁场作用下表面具有聚磁作用。
4.根据权利要求1所述的磁性表面织构对磁流体黏度的调控方法,其特征在于,所述基底具体为不锈钢、钛、铜、铝或单晶硅材料。