[發明專利]一種提高制動盤熱疲勞性能的方法

在審

• 申請號: 202110407315.8
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113293367A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 郭順;陳薇玫;李青松;陳泳元;薛文超;劉光磊;曹宇豪;劉海霞;周建忠
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B24B27/033;C21D10/00;C22C38/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/08
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1.一種提高制動盤熱疲勞性能的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)采用機械打磨或酸洗的方法，對制動盤表面進行清理；

(2)熔覆粉末的制備：

Fe基粉末的化學成分按質量百分比計算，Mn為24～26％、Si為3.5～4.5％、Ni為4.5～5.5％、復合稀土為0.08～0.12％、C為0.08～0.12％、余量為Fe，粉末粒度100～240目；

按比例制得上述Fe基粉末后，在真空球磨機中進行研磨和混合，時間為5～10min，確保粉末形狀為球形或近球形；然后在溫度為50～60℃的真空保溫箱內保溫10～20min去除水分；

(3)激光熔覆工藝：

利用光纖激光器，在氬氣保護氛圍下，采取同軸送粉的方式對制動盤表面進行激光熔覆處理，清理后的制動盤應進行預熱處理；

熔覆層厚度y和送粉速度x的選擇應根據如下模型計算：

式中，y，熔覆層厚度，單位：um；

x，送粉速度，單位：g/min；

(4)退火處理；

(5)打磨，磨掉表面氧化皮，使制動盤表面平整；

(6)激光沖擊工藝：

采用高能燈泵固體激光系統，約束層為K9玻璃，吸收層為鋁箔，進行激光沖擊；激光沖擊后制動盤表面粗糙度Z和激光能量a的選擇應根據如下模型計算：

式中，Z，激光沖擊后制動盤表面粗糙度，單位：um；

a，激光能量，單位J。

2.如權利要求1所述的一種提高制動盤熱疲勞性能的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的Fe基粉末的化學成分按質量百分比計算，Mn為25％、Si為4％、Ni為5％、復合稀土為0.1％、C為0.1％、余量為Fe。

3.如權利要求1或2所述的一種提高制動盤熱疲勞性能的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的復合稀土的化學成分為：Ce為45～55％、La為25～35％、Nd為10～15％、Pr為4～8％、Ti為5～8％、B為1～2％、余為Fe。

4.如權利要求1所述的一種提高制動盤熱疲勞性能的方法，其特征在于，步驟(3)中，預熱處理的溫度250～300℃；激光熔覆工藝參數為：激光功率：1600W；掃描速度：400mm/min；光斑直徑3mm；搭接率：40％。

5.如權利要求1所述的一種提高制動盤熱疲勞性能的方法，其特征在于，步驟(3)中，熔覆層厚度y小于1200um。

6.如權利要求1所述的一種提高制動盤熱疲勞性能的方法，其特征在于，步驟(4)中，退火處理的具體步驟為：在1000～1100℃保溫12h后，隨爐冷卻。

7.如權利要求1所述的一種提高制動盤熱疲勞性能的方法，其特征在于，步驟(5)中，打磨后粗糙度要求達到Ra 0.5um。

8.如權利要求1所述的一種提高制動盤熱疲勞性能的方法，其特征在于，步驟(6)中，鋁箔的厚度為0.3mm；激光沖擊工藝參數為：光斑直徑：3.0mm；搭接率：50％；脈寬：20ns；波長：1064nm。

9.如權利要求1所述的一種提高制動盤熱疲勞性能的方法，其特征在于，步驟(6)中，激光能量優選為5J，激光沖擊后制動盤表面粗糙度Z小于Ra 0.35um。