制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113529068A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110718965.4(22)申请日2021.06.28(71)申请人济南大学地址250024山东省济南市市中区南辛庄西路336号(72)发明人时晓宇王守仁王高琦温道胜杨学锋薛成龙张建鹏刘文龙孙秀怀潘超(74)专利代理机构济南帮友知识产权代理事务所(普通合伙)37269代理人张华(51)Int.Cl.C23C24/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法(57)摘要本发明公开了一种制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法，在铁基制动盘两侧表层铣削形成涂层空间，将所述熔覆粉末熔覆在所述制动盘表面，形成熔覆层，利用激光冲击强化技术对熔覆层进行打孔，然后，将填充粉末均匀的铺设在熔覆层表面，在铺设的过程中利用电磁振动技术辅助填充粉末注入到激光打孔孔内；最后，填充粉末填充完毕后，将制动盘整体放入热压烧结炉烧结，烧结后取出完成。本发明中陶瓷颗粒增强相在涂层中呈现弥散分布强化制动盘性能。本发明不仅适用于制动盘增材制造，还适用于磨损严重的制动盘的增材再制造修复。CN113529068ACN113529068A权利要求书1/1页1.制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法，在铁基制动盘两侧表层铣削形成涂层空间，并对表面打磨处理后待用；配置熔覆粉末，待用；配置填充粉末，待用；其特征在于，首先，用激光熔覆技术将所述熔覆粉末熔覆在所述制动盘表面，形成熔覆层，其熔覆工艺参数为：激光光斑直径为2mm，激光功率为1800w，扫描速度400mm/min，送粉速度4.5L/min，熔覆层层厚1.9mm±0.15mm，熔覆完成后随室温冷却；其次，利用激光冲击强化技术对熔覆层进行打孔，激光光斑直径为0.5mm，激光器步进步长为10mm，激光器功率为400w，激光打孔以纵横向布置，其中，其孔径0.5mm±0.1mm，孔距9.5mm±0.5mm，孔深3.2mm±0.4mm；然后，将填充粉末均匀的铺设在熔覆层表面，在铺设的过程中利用电磁振动技术辅助将填充粉末注入到激光打孔孔内；最后，将制动盘整体放入热压烧结炉烧结，该热压烧结炉参数设置温度为700℃、压力为0.5Mpa，烧结后取出完成。2.根据权利要求1所述的制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，所述熔覆粉末中，按各元素质量份数为：C2.4％、Ni16％、Cr12％、B6％、Si5.6％、W5％、Al10％、Co15％，余量为Fe，球磨、干燥处理后待用。3.根据权利要求1所述的制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，所述填充粉末成分质量份数为：Al60％、SiC‑WC陶瓷颗粒40％。4.根据权利要求3所述的制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，所述填充粉末进行混合球磨干燥等预处理后，过200目筛网，保证填充粉末粒径小于80μm。5.根据权利要求1所述的制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，所述孔径0.5mm，所述孔距9.5mm，所述孔深3.2mm。6.根据权利要求1所述的制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，所述激光熔覆技术采用LAM‑400S固体光钎激光成型系统。7.根据权利要求1所述的制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，所述激光打孔垂直于所述熔覆层。8.根据权利要求1所述的制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，该制备方法适用于磨损严重的制动盘的增材再制造修复。9.根据权利要求1所述的制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于，所述涂层空间铣削厚度为1mm‑2mm。2CN113529068A说明书1/5页制动盘表面激光熔覆陶瓷复合涂层的制备方法技术领域[0001]该发明涉及铸铁制动盘表层耐磨增强制造技术领域，具体来说是在制动盘表层进行铁基‑陶瓷颗粒涂层制备的方法。背景技术[0002]制动盘是汽车中最重要的安全部件之一。旋转的制动盘与制动片相互摩擦产生制动力，从而起到减速或者停车的作用。通常，制动盘的使用寿命为五到十万公里，如若制动盘磨损严重会造成预期制动距离与实际制动距离差距过大，更甚者引起交通事故的发生。更换制动盘的标准则为制动盘双面磨损1‑2mm。在汽车的使用过程中不可或缺的会造成制动盘的磨损，而磨损必然会影响其制动性能甚至危害驾驶安全。所以，提高制动盘正常制动性能与使用寿命，降低维修成本是我们目前需要关注的一个问题。[0003]一般来讲，乘用车制动盘多为整体铸造成型，其铸造材料以灰铁为主。但灰铁的力学性能表现平平，在一些特殊工况或者更换制动盘较为复杂的条件下，一种耐用且性