[發(fā)明專(zhuān)利]一種高穩(wěn)定性高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)涂層及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111110598.6
• 申請(qǐng)日: 2021-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113913810B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國(guó)松;劉濤;王文超;殷強(qiáng)浩;侯懷志;玄紀(jì)元
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 分類(lèi)號(hào): C23C24/10;C22C30/00;F16D69/02
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專(zhuān)利代理有限公司 37252
• 代理人: 劉文霞

本發(fā)明公開(kāi)了一種高穩(wěn)定性高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)涂層及其制備方法，采用高速激光熔覆工藝在制動(dòng)盤(pán)表面自底層至表層依次熔覆基礎(chǔ)涂層、過(guò)渡涂層及耐磨涂層，且耐磨涂層熔覆兩層；所述基礎(chǔ)涂層為Inconel?625合金涂層，所述過(guò)渡涂層為Inconel?625與WC合金涂層，所述耐磨涂層為Fesubgt;10/subgt;Cosubgt;10/subgt;Nisubgt;10/subgt;Crsubgt;4/subgt;Mosubgt;6/subgt;Bsubgt;5/subgt;Sisubgt;5/subgt;合金涂層。本發(fā)明的四層復(fù)合涂層呈梯度變化，減少了因成分變化帶來(lái)的膨脹系數(shù)及導(dǎo)熱率差異；四層涂層硬度呈梯度增加，耐磨涂層硬度可達(dá)到600HV，提高抗磨損性能，且耐磨涂層具有FCC+BCC雙相結(jié)構(gòu)，兼具強(qiáng)韌性；復(fù)合涂層摩擦系數(shù)為0.4～0.45，符合高速制動(dòng)盤(pán)摩擦系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能與對(duì)磨片完全匹配，具有應(yīng)用普適性，且摩擦系數(shù)在制動(dòng)過(guò)程中保持恒定，保證了制動(dòng)的穩(wěn)定性，提高列車(chē)運(yùn)行安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂層制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高穩(wěn)定性高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)涂層及制備方法。

背景技術(shù)

高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)屬于高能制動(dòng)裝置，處于強(qiáng)摩擦、高熱負(fù)荷以及較大制動(dòng)力和離心力等復(fù)雜工況下，是保證列車(chē)運(yùn)行安全可靠性的重要制動(dòng)部件之一。制動(dòng)盤(pán)長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，制動(dòng)盤(pán)會(huì)受到摩擦磨損和熱疲勞而失效；無(wú)論制動(dòng)盤(pán)磨損還是熱疲勞，只在制動(dòng)盤(pán)摩擦面的表層及進(jìn)表層出現(xiàn)。因此，提高制動(dòng)盤(pán)表面的摩擦磨損和抗熱疲勞性能，能延長(zhǎng)其使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性。涂層技術(shù)是提高材料表面性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。

專(zhuān)利202110511700.7發(fā)明了一種鐵基制動(dòng)盤(pán)表面合金涂層增材制備方法，在其表面制備具有預(yù)定空隙率的合金涂層，提高散熱性能；專(zhuān)利202110448668.2和202110448607.6采用等離子和激光熔覆的方式制備了陶瓷強(qiáng)化的金屬基強(qiáng)韌強(qiáng)耐磨的涂層，解決了目前高鐵制動(dòng)盤(pán)高速緊急制動(dòng)帶來(lái)的表層高溫磨耗和熱疲勞失效問(wèn)題。以上技術(shù)利用在制動(dòng)盤(pán)表面制備涂層，通過(guò)提高散熱系數(shù)、耐磨性等，有效地降低或解決了制動(dòng)盤(pán)磨損和熱疲勞失效問(wèn)題，但是，沒(méi)有考慮到涂層摩擦系數(shù)適配性以及制動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明了提供了一種高穩(wěn)定性高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)涂層及其制備方法，通過(guò)制備梯度復(fù)合涂層，可提供匹配且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，保證制動(dòng)的穩(wěn)定性，同時(shí)還兼具強(qiáng)韌性，解決了高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)磨損及熱機(jī)疲勞失效問(wèn)題。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)解決方案是：

一種高穩(wěn)定性高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)涂層，所述涂層為自底層至表層依次設(shè)置的的基礎(chǔ)涂層、過(guò)渡涂層及耐磨涂層組成的復(fù)合涂層；所述基礎(chǔ)涂層為Inconel?625合金涂層，所述過(guò)渡涂層為Inconel?625與WC合金涂層，所述耐磨涂層為Fe₁₀Co₁₀Ni₁₀Cr₄Mo₆B₅Si₅合金涂層，所述基礎(chǔ)涂層、過(guò)渡涂層及耐磨涂層通過(guò)高速激光熔覆工藝制備而成。

進(jìn)一步地，所述耐磨涂層涂覆兩層。

進(jìn)一步地，所述過(guò)渡涂層中Inconel?625占85～90wt％，WC占10～15wt％。

本發(fā)明的另一目的是提供一種高穩(wěn)定性高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)涂層的制備方法，包括如下步驟：

(1)對(duì)制動(dòng)盤(pán)進(jìn)行噴砂處理，然后去除制動(dòng)盤(pán)表面油脂，并清洗干燥；

(2)使用熱封膠封住制動(dòng)盤(pán)上的連接孔；

(3)配制Inconel?625合金粉末、Inconel?625與WC混合粉末及Fe₁₀Co₁₀Ni₁₀Cr₄Mo₆B₅Si₅合金粉末；