EA4T車軸鋼等離子噴涂及激光熔覆耐磨涂層研究.pdf

1、隨著我國鐵路向高速、重載方向的發(fā)展，對鐵路機車車輛的安全性和可靠性提出了更高的要求，車軸作為列車運行的關(guān)鍵部件，其輪座處在列車運行中承受著交變彎曲載荷，容易造成磨損，使其失效，因此通過表面處理技術(shù)提高其耐磨性能對于保證高速列車長期安全運行具有重要的意義。
　　等離子噴涂和激光熔覆技術(shù)作為表面強化最常用、最有效的手段，可以成功制備各種不同成分的涂層，來改善材料的耐磨、耐蝕等性能，本文分別通過等離子噴涂和激光熔覆技術(shù)在高速列車車軸用E

2、A4T鋼表面制備純Mo涂層和Fe基合金涂層，來提高EA4T鋼的耐磨性能，并對其物相成分、組織、硬度、彈性模量、結(jié)合強度和耐磨性能進行分析研究。
　　通過等離子噴涂技術(shù)成功在EA4T鋼表面制備純Mo涂層，涂層結(jié)構(gòu)致密完整，孔隙率僅為7.5％，Mo涂層成分為純Mo，等離子噴涂純Mo涂層平均硬度值為400.2HV0.2，高于基體的硬度(225HV0.2)，彈性模量為178.6GPa，由于涂層中孔隙的存在，導致涂層的硬度，彈性模量分布并不

3、均勻，因此采用Weibull分布進行分析，結(jié)果證明，涂層的硬度和彈性模量均服從Weibull分布，Weibull分布因子m的大小代表了涂層的均勻性，涂層硬度Weibull分布擬合曲線為y=12.44x-75，彈性模量擬合曲線為y=15.58x-188.86;等離子噴涂Mo涂層平均結(jié)合強度為27.09MPa，且試樣全部斷于涂層近界面處，等離子噴涂Mo涂層在50N～150N載荷下的摩擦系數(shù)分別為1.05，1.02和0.93，與EA4T鋼在5

4、0N～150N載荷下的的摩擦系數(shù)1.58，1.27和1.04相比，下降很多，而Mo涂層摩擦失重僅為基體材料的十分之一，耐磨性能優(yōu)于基體材料，且涂層與基體材料的磨損類型均為粘著磨損。
　　經(jīng)過熱壓處理后，Mo涂層結(jié)構(gòu)更加致密，孔隙率下降了8.8％～25.1％，相成分未發(fā)生變化，仍為純Mo相;Mo涂層硬度、彈性模量略有提升，其Weibull分布形狀因子m變大，涂層硬度、彈性模量分布更加均勻;Mo涂層結(jié)合強度相對原始涂層提高了6.2％～

5、18.4％，且隨著熱壓處理溫度和壓力的升高而升高，熱壓處理前后，涂層斷裂方式未發(fā)生改變;熱壓處理使得涂層更加致密，提高了涂層的耐磨性能，且涂層的耐磨性能隨著熱壓處理溫度和壓力的升高而升高，但熱壓處理對涂層的摩擦系數(shù)未有明顯規(guī)律性影響。
　　EA4T鋼表面激光熔覆Fe基耐磨涂層具有良好的成型性，在不同參數(shù)下成型均良好，涂層稀釋率隨著激光功率和掃描速度的增大而增大，隨著送粉量的增大而下降;激光熔覆Fe基耐磨涂層的硬度隨著激光功率的增加

6、而下降，隨著掃描速度和送粉量的增大而增大;通過正交試驗可知，各參數(shù)對激光熔覆Fe基耐磨涂層性能的影響順序為送粉量＞激光功率＞掃描速度，最優(yōu)工藝為激光功率為1600W，掃描速度280mm/min，送粉量24.31 g/min;在最佳工藝下進行多道搭接試驗，涂層無裂紋，夾雜等缺陷，成性良好，涂層底部為柱狀晶，中部及上部為胞狀枝晶組織，晶粒細小均勻，涂層中主要相成分為α-Fe，F(xiàn)e-Ni和Ni-Cr-Fe合金;Fe基耐磨涂層中W，Cr，Ni元