[发明专利]陶瓷增强铝基复合材料耐磨涂层的制备方法、铝合金材料和列车制动盘

说明书

本发明公开了陶瓷增强铝基复合材料耐磨涂层的制备方法、铝合金材料和列车制动盘，涉及涂层制备技术领域。陶瓷增强铝基复合材料耐磨涂层的制备方法，包括：在铝合金基体上通过激光熔覆形成陶瓷增强铝基复合材料耐磨涂层，激光熔覆所用原料为由碳化钛粉体和铝合金粉体构成的复合粉体，碳化钛粉体占复合粉体质量的20～60％。铝合金材料，其表面覆盖有采用上述的制备方法制得的耐磨涂层。列车制动盘，采用如上述的铝合金材料制成，或者采用上述的制备方法在铝合金制动盘基体上覆盖耐磨涂层。本申请制得的涂层具有好的耐磨性，在铝合金基体表面覆盖该涂层能应用于列车制动盘中，使得制动盘兼具质轻、强度高、硬度好的特点。

技术领域

本发明涉及涂层制备技术领域，具体而言，涉及陶瓷增强铝基复合材料耐磨涂层的制备方法、铝合金材料和列车制动盘。

背景技术

随着轨道交通行业的发展，轻量化成为了轨道交通装备升级的必经之路，减重不仅能够降低列车运行过程中的牵引消耗，节约运输成本，而且还能提高地铁的运行速度，减小噪声污染，同时还对提高列车运行稳定性和安全性具有重要影响。而制动盘作为对列车行驶安全起着至关重要作用的基础制动装置，其工作的可靠性几乎决定了整个基础制动装置的可靠性水平，直接影响列车的行车安全，因此对制动盘轻量化的研究也越来越受到了人们的关注。

鉴于此特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供陶瓷增强铝基复合材料耐磨涂层的制备方法、铝合金材料和列车制动盘。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种陶瓷增强铝基复合材料耐磨涂层的制备方法，包括：

在铝合金基体上通过激光熔覆形成陶瓷增强铝基复合材料耐磨涂层，激光熔覆所用原料为由碳化钛粉体和铝合金粉体构成的复合粉体，碳化钛粉体占复合粉体质量的20～60％。

在可选的实施方式中，铝合金基体的材质为2A70-T6高强铝合金，铝合金粉体为2024铝合金粉体。

在可选的实施方式中，激光熔覆的参数为：激光功率：2400～2800W，扫描速度：150～250mm/min，保护气流量：40～60L/min，光斑直径：3～4mm，搭接率：40～60％，采用同轴送粉的方式，送粉速度：10～14g/min，载气流量：5～7L/min。

在可选的实施方式中，在铝合金基体上进行激光熔覆之前还包括对铝合金基体进行预处理，预处理方式包括：

对铝合金基体进行喷砂处理以增加铝合金基体表面的粗糙度。

在可选的实施方式中，喷砂处理的磨料为棕刚玉；

优选地，喷砂压力为0.4～0.8MPa；

优选地，喷砂后采用乙醇溶液将铝合金基体表面清洗干净。

在可选的实施方式中，复合粉体的制备方法为：

将碳化钛粉体和铝合金粉体置于球磨机中充分混合。

在可选的实施方式中，球磨机为行星球磨机，球磨转速为140～180r/min，球磨时间为2.5～3.5h；

优选地，球磨机内加入的小球为直径5mm和8mm的氧化锆小球，氧化锆小球的总质量与进行球磨的粉体质量相同；

优选地，球磨后将得到的混合物置于真空条件下于100～140℃干燥1.5～2.5h。

在可选的实施方式中，复合粉体的粒度为50-150μm。

第二方面，本发明提供一种铝合金材料，其表面覆盖有采用如前述实施方式任一项的制备方法制得的耐磨涂层。