钛合金凭借高比强度、耐腐蚀及优异的生物相容性，在航空航天、海洋工程、生物医疗及化工**等领域占据核心地位。然而，其摩擦学性能较差限制了更广泛的应用。据统计，全球约23%的能源消耗源于摩擦接触，其中20%用于克服摩擦，3%用于补偿磨损失效部件的再制造，造成巨大的能源与经济浪费。因此，提升钛合金的摩擦性能已成为行业迫切需求。
表面微织构技术是改善摩擦性能的有效途径，该技术通过在材料表面构建微坑、凸起或阵列等结构，减少接触面积并捕获磨屑。在油润滑条件下，微织构还能储存润滑剂并持续向摩擦表面供给。目前，激光加工因其高能量密度、控制精准及效率高，已成为制造轴承、气缸套、活塞环及人工关节等机械部件的主流工艺。其中，仿生表面微织构更是摩擦学领域的研究热点，如模仿穿山甲、蜥蜴及蛇类的鳞片结构，已被证实能有效降低摩擦并提升耐磨性。
另一项关键策略是应用涂层，特别是聚四氟乙烯（PTFE）自润滑涂层。PTFE具有优异的化学惰性、耐高温及环境友好特性，广泛应用于汽车与航空航天领域。但PTFE涂层在摩擦过程中易发生剥落，导致承载能力下降。最新研究指出，将固体润滑剂与激光表面微织构技术耦合，能更显著地提升材料摩擦学性能。例如，仿生蜥蜴鳞片纹理与固体润滑剂的结合，已证明能进一步降低M50钢的摩擦阻力并维持摩擦过程稳定性。
本研究创新性地结合了激光加工构建的菱形仿生微织构与PTFE涂层，针对Ti6Al4V钛合金展开系统研究。实验采用光纤激光打标机在钛合金表面加工出不同角度（60°、90°、120°）和面积密度（约20%、30%）的菱形微织构，并喷涂日本大金公司生产的PTFE乳液进行固化处理。通过球盘旋转摩擦磨损测试，对比分析了不同参数下涂层的摩擦系数（COF）及磨损形貌。
实验结果表明，菱形仿生微织构与PTFE涂层的协同作用显著降低了Ti6Al4V的摩擦系数并增强了涂层的承载能力。菱形微织构不仅储存了预填充的PTFE，还能在涂层磨损后持续“补给”润滑碎片，形成转移膜以维持长效润滑。其中，90°角度且面积密度为30%的样品表现**。在10N载荷下，其平均摩擦系数较抛光样件降低71.42%；在20N高载荷下，降低幅度达73.50%。相比之下，未织构的PTFE涂层在20N载荷下迅速失效，摩擦系数急剧上升。
对于中国制造业而言，这一成果具有重要参考价值。随着国产高端装备向轻量化、长寿命方向发展，钛合金在航空发动机及人工关节等关键部件的应用日益广泛。通过引入激光微织构与固体润滑涂层的复合工艺，中国企业在解决钛合金摩擦磨损痛点、提升核心零部件可靠性方面，可借鉴此类“仿生+涂层”的优化设计思路，有望在高端制造领域实现技术突破与成本优化。