激光氮化钛合金Ti–6Al–4V在汽车轻量化制动盘中的应用



激光氮化钛合金Ti–6Al–4V在汽车轻量化制动盘中的应用

激光氨化钛合金Ti–6Al–4V在不同的能量密度下进行激光氮化，可以形成120μm厚的氮化钛合金层。采用光学显微镜（OM）、电子扫描显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对冶金特性进行分析。与传统材料相比，Ti –6Al–4V硬度得到了很大提高，在0.2N压力测试下，传统材料的维氏硬度为315HV，而Ti–6Al–4V的维氏硬度能够达到760HV。经过激光氮化的钛合金在摩擦学特性方面表现优越，这表明Ti–6Al–4V与较重的灰铸铁相比，其可以使盘式制动器轻量化。与传统的灰铸铁部件相比，经过激光氮化的钛合金在摩擦学特性方面表现优越，同时还可以减轻盘式制动器的质量。

将所有测试样本工作于不同的温度和速度工况下，其中经过激光氮化的钛合金表面磨损程度最低。这表明，在不同的工作条件下激光渗氮层均具有较好的特性。未经过任何表面处理的钛合金具有很高的磨损率，这种特性阻碍了其在盘式制动器上的应用。相比灰铸铁的3.46×106mm3/N·m的磨损率，经过激光氮化处理的钛合金的磨损率为3.0×106mm3/N·m，二者比较接近。由此可见，汽车盘式制动器的制动盘可用较为轻便的激光氮化钛合金Ti–6Al–4V替代原有较重的灰铸铁。

刊名：Wear（英）

刊期：2014年第1期

作者：Muthukannan Duraiselvam et al

编译：陈鹏飞