The reduction of friction and wear is a crucial performance criterion for most technical processes. This is particularly true for the ubiquitous case of oil lubricated machinery made from steel components. Here we introduce a facile laser treatment that significantly enhances the tribological performance of bearing steel 100Cr6, a material widely used for the manufacture of ball and roller bearings. By applying repeated nanosecond-pulses of focussed laser-beam irradiation under ambient air, a surface-protective tribo-layer is generated by a method that exploits self-organization for the formation of conformable metal oxide platelets consisting of vertically aligned transition metal oxides nanorods on the steel substrate. These submicron-sized metal oxide platelets protect the surfaces similar to scale armor and the tribological performance of the bearing steel 100Cr6 was significantly enhanced. Based on laboratory tests using a rotational pin-on-disk tribometer under oil lubricated conditions, close to zero wear with simultaneous reduction of friction by 54% was achieved. Even under the harsh conditions in the pin-on-disk tribometer these metal oxide platelets turn out to be remarkably robust against detachment and crumbling for lasting millions of cycles at a slip rate of 100%. The origin of this resilience is based on a special substructure of the platelets that, counter-intuitively for ceramic material, enables shape adaptations to surface deformations emergent upon high mechanical stress.

减少摩擦和磨损是大多数技术过程的关键性能标准。对于由钢部件制成的油润滑机械的普遍情况尤其如此。在这里，我们介绍了一种简便的激光处理，可显着提高轴承钢 100Cr6 的摩擦学性能，这种材料广泛用于制造球轴承和滚子轴承。通过在环境空气下应用聚焦激光束照射的重复纳秒脉冲，通过利用自组织形成由垂直排列的过渡金属氧化物纳米棒组成的顺应金属氧化物薄片的方法产生表面保护摩擦层。钢基材。这些亚微米尺寸的金属氧化物薄片保护表面类似于鳞片装甲，轴承钢 100Cr6 的摩擦学性能得到显着增强。基于在油润滑条件下使用旋转销盘式摩擦计进行的实验室测试，实现了接近零磨损，同时摩擦减少了 54%。即使在针盘式摩擦计的恶劣条件下，这些金属氧化物薄片也表现出非常强大的抗分离和抗碎能力，能够以 100% 的滑动率持续数百万次循环。这种弹性的起源是基于小片的特殊子结构，与陶瓷材料的直觉相反，它能够使形状适应在高机械应力下出现的表面变形。基于在油润滑条件下使用旋转销盘式摩擦计进行的实验室测试，实现了接近零磨损，同时摩擦减少了 54%。即使在针盘式摩擦计的恶劣条件下，这些金属氧化物薄片也表现出非常强大的抗分离和抗碎能力，能够以 100% 的滑动率持续数百万次循环。这种弹性的起源是基于小片的特殊子结构，与陶瓷材料的直觉相反，它能够使形状适应在高机械应力下出现的表面变形。基于在油润滑条件下使用旋转销盘式摩擦计进行的实验室测试，实现了接近零磨损，同时摩擦减少了 54%。即使在针盘式摩擦计的恶劣条件下，这些金属氧化物薄片也表现出非常强大的抗分离和抗碎能力，能够以 100% 的滑动率持续数百万次循环。这种弹性的起源是基于薄片的特殊子结构，与陶瓷材料的直觉相反，它能够使形状适应在高机械应力下出现的表面变形。即使在针盘式摩擦计的恶劣条件下，这些金属氧化物薄片也表现出非常强大的抗分离和抗碎能力，能够以 100% 的滑动率持续数百万次循环。这种弹性的起源是基于小片的特殊子结构，与陶瓷材料的直觉相反，它能够使形状适应在高机械应力下出现的表面变形。即使在针盘式摩擦计的恶劣条件下，这些金属氧化物薄片也表现出非常强大的抗分离和抗碎能力，能够以 100% 的滑动率持续数百万次循环。这种弹性的起源是基于小片的特殊子结构，与陶瓷材料的直觉相反，它能够使形状适应在高机械应力下出现的表面变形。