[发明专利]一种高铁制动盘用耐磨材料及其制备方法

说明书

本发明是一种高铁制动盘用耐磨材料，包括基体粉料、中间强化层粉料和表面耐磨层粉料；所述基体粉料为24CrNiMo合金钢粉料，所述中间强化层所用粉料为耐磨蚀不锈钢粉料，所述表面耐磨层粉料为Ni、Co、Cr合金粉末与强化陶瓷粉末两者混合得到。所述的一种高铁制动盘用耐磨材料及其制备方法解决了传统工艺制造制动盘缺陷多、良品率低、运行寿命短的问题，采用激光熔化技术进行复合合金钢的制备，在保留传统方法制备高铁制动盘的优点的同时，保证基体强度并使其表面材料的耐磨性能显著提升。

技术领域

本发明涉及高铁制动装置技术领域，尤其涉及一种高铁制动盘用耐磨材料及其制备方法。

背景技术

制动技术是影响列车提速的重要因素，高速列车的制动装置或制动方式是保证列车安全运行的关键问题之一。刹车盘是所有车辆制动系统必备的零部件，其固定在车轴上与车轮一起转动。刹车时，制动块在钳夹活塞的推动下挤压到制动盘上，通过制动块与刹车盘间的摩擦力来降低车轮转速，达到车辆减速制动的目的。通常列车制动盘类构件是采用整体铸造的方法制造的，但整体铸造生产工序繁多，工艺过程较难控制，铸件易产生气孔、缩松、缩孔等缺陷，良品率不足30％，这将极大地缩短刹车盘的使用寿命。

为此，设计一种高铁制动盘用耐磨材料及其制备方法，解决以上问题。

发明内容

本发明为克服以上不足，提供一种高铁制动盘用耐磨材料及其制备方法。

一种高铁制动盘用耐磨材料，包括基体粉料、中间强化层粉料和表面耐磨层粉料；

所述基体粉料为24CrNiMo合金钢粉料，所述中间强化层所用粉料为耐磨蚀不锈钢粉料，所述表面耐磨层粉料为Ni、Co、Cr合金粉末与强化陶瓷粉末两者混合得到；

所述24CrNiMo合金钢粉料组分质量百分比为C：0.20～0.25％，Cr：0.98～1.04％，Ni：0.96～1.02％，Si：0.37～0.50％，Mo：0.45～0.54％，Mn：0.90～1.02％，O：0.018％，其余为Fe；

所述耐磨蚀不锈钢粉料组分质量百分比为C：0.16～0.18％，Cr：15.00～16.50％，Ni：4.70～10.70％，Si：1.04～1.15％，Mo：0.91～1.50％，Mn：0.45～0.50％，B：1.14～1.25％，Ti：0.50～1.50％，Re：0.50～1.80％，其余为Fe；

所述Ni、Co、Cr合金粉末占所述表面耐磨层粉料质量比重的50～80％，所述强化陶瓷粉末占所述表面耐磨层粉料质量比重的20～50％；

所述Ni、Co、Cr合金粉末中Ni、Co、Cr的质量比为：Ni：Co：Cr＝1：1：1；

所述强化陶瓷粉末由如下质量百分比的原料混合而得：

WC粉：80～95％、TiC粉：3～10％、ZrC粉：2～10％；

优选的，所述Ni、Co、Cr合金粉末中Ni、Co、Cr的粉末粒度均为50～70μm，所述WC粉粒度为40～45μm，所述TiC粉的粉粒度为15～20μm、ZrC的粉粒度为15～20μm。

优选的，所述强化陶瓷粉末由如下质量百分比的原料混合而得：WC粉：90％、TiC粉：5％、ZrC粉：5％。

一种使用上述耐磨材料制造高铁制动盘合金钢的方法，包括以下步骤：

步骤一：基板预处理，采用奥氏体不锈钢作为基板，基板熔化沉积处理表面打磨平整，而后喷砂，并用清洗后干燥备用；

步骤二：分别将24CrNiMo合金钢和耐磨蚀不锈钢两种金属粉料称重，采用双铺粉光纤激光加工系统并利用激光选区熔化的方法，在奥氏体不锈钢基板表面依次沉积基体沉积层和中强化层合金粉料，得到预制件；