研究目的
采用激光熔覆技术沉积Co基合金粉末以提高高速列车制动盘的耐磨性,并研究其在高温下的磨损行为。
研究成果
通过激光熔覆沉积的Co06涂层显著提高了高速列车制动盘的抗磨损能力,与基体材料相比具有稳定的摩擦系数和更低的磨损损失,且在不同温度下均能保持性能。随着温度升高,磨损机制从磨粒主导转变为粘着主导。Cr23C6碳化物的存在增强了减摩特性。未来工作可优化涂层参数以实现更广泛的应用。
研究不足
该研究聚焦于特定温度和材料,其结论对其他条件或材料的普适性可能有限?;逶?00°C时出现的"负磨损"现象表明可能存在粘着转移导致的测量问题。激光参数优化及实际工况下的长期耐久性尚未充分探究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用激光熔覆技术在30CrNiMo钢制动盘上制备Co06涂层以增强高温耐磨性。使用销盘式摩擦磨损试验机在室温、200°C、400°C和600°C下进行滑动磨损测试以模拟制动工况,并通过微观组织分析、物相鉴定及硬度测试关联磨损行为。
2:样品选择与数据来源:
基体为高速列车制动盘用30CrNiMo钢。Co06粉末(40–100 μm)为市售商用。样品经激光熔覆制备,磨损测试重复三次以确??煽啃浴?/p>
3:实验设备与材料清单:
设备包括YLS-4000光纤激光器、AK390-C熔覆头、送粉器、光学显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、销盘式摩擦磨损试验机(MMU-5G)、扫描电镜(配能谱仪)及电子天平。材料包含30CrNiMo钢、Co06粉末、王水腐蚀液及氩气?;て?。
4:实验流程与操作规范:
涂层制备采用特定激光参数(如功率1500 W,扫描速度250 mm/min)。通过腐蚀观察微观结构,XRD鉴定物相,横截面测量硬度。磨损测试在1.14 MPa载荷、1096 rpm转速下,以铜销对盘体进行200分钟多温度滑动,测定质量损失。
5:14 MPa载荷、1096 rpm转速下,以铜销对盘体进行200分钟多温度滑动,测定质量损失。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过质量测量评估磨损量,记录摩擦系数时程曲线。利用SEM和EDS分析磨痕表面确定磨损机制,统计分析采用多次测试结果平均值。
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fiber laser
YLS-4000
IPG
Used for laser cladding to deposit Co06 coatings on the substrate.
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optical microscope
ZEISS A1M
ZEISS
Used to examine the metallographic structures of the coatings.
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cladding head
AK390-C
Raytools
Part of the laser cladding system for directing the laser and powder.
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powder feeder
DF-5000
Dahao
Feeds Co06 powder during the laser cladding process.
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X-ray diffraction
Identifies the phase composition of the laser cladding layer.
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Vickers microhardness tester
HXD-1000TM
Measures the microhardness of the coatings and substrate.
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pin-on-disk tribometer
MMU-5G
Conducts dry sliding wear tests to evaluate wear behavior.
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scanning electron microscope
JSM-6390LV
Observes and analyzes the wear tracks, equipped with EDS for elemental analysis.
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electronic balance
Measures mass loss with high accuracy for wear evaluation.
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