激光熔覆对轮轨材料摩擦磨损性能的影响.pdf

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1、2012年9月润滑与密封Sep．2012第37卷第9期LUBRICAT10NENGINEERINGV01．37No．9DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．09．012激光熔覆对轮轨材料摩擦磨损性能的影响胡杰郭火明王文健郭俊刘启跃(西南交通大学摩擦学研究所四川成都610031)摘要：利用CO激光器分别在车轮和钢轨材料表面熔覆一层钴基合金粉，分析熔覆层的微观组织结构和显微硬度，利用MMS一2A摩擦磨损试验机研究轮轨材料激光熔覆钴基合金粉前后的摩擦磨损性能。结果表明：激光熔覆可获得厚度1mm左右无气孔、裂纹且与基体

2、冶金结合的优质激光熔覆层，熔覆层组织主要由一co、CrC等相构成，熔覆区主要有平面晶区、胞状晶区、树枝晶区；车轮和钢轨熔覆层的显微硬度分别比基体提高了43％和45％，激光熔覆后的轮轨摩擦磨损性能明显优于轮轨基体，耐磨性能比轮轨基体提高约4倍，激光熔覆后轮轨的磨损机制主要表现为磨粒磨损。关键词：激光熔覆；轮轨；钴基合金粉；摩擦磨损中图分类号：U211．5；TH117．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2012)9—051—5EfectofLaserCladdingonFrictionandWearPropertiesofWheel

3、／RailMaterialsHuJieGuoHuomingWangWenjianGuoJunLiuQiyue(TribologyResearchInstitute，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：LasercladdingofCo—basedalloyonrailandwheelmaterialswascarriedoutbyCO2laser．Themicrostructureandmicro-hardnessofthelasercladding

4、layerswereanalyzedandtested．Frictionandwearpropertiesofthewheel／railsubstrateandlasercladdingCoalloycoatingswereinvestigatedusingMMS一2Awearresistancemachine．Theresultsshowthatthehighqualitycladdingcoatingwithoutdefectsofporesandcracksandwiththethicknessofabout1mmisob—taine

5、d，whichhasanexcellentmetallurgicalbondingwiththesubstrate．Thecladdinglayermainlyconsistsofthesephasesof一Co，Cr23C6andSOon．Thereayesomecrystallizationmorphologies，suchasplanar，cellar，columnarandtwinmicro—structure．Themicro-hardnessofcladdinglayerofwheelandrailisrespectivelyi

6、ncreasedby43％，45％thanthatofsub—strate．FrictionandwearpropertiesofCocoatingsareobviouslybetterthanthoseofwheelandrailmaterials．Thewearre—sistanceofcoatingsisimprovedabout4timesthanthatofsubstrate．Thewearmechanismofcladdingcoatingsismainlyab—rasivewear．Keywords：lasercladding

7、；wheel／rail；Co—basedalloy；frictionandwear作为我国物资输运的大动脉，铁路系统的发展处料质量要求较高。车轮由于与钢轨的接触应力加大也于国家经济发展的领先地位，目前世界很多国家都在容易导致车轮轮缘磨损、热损伤、疲劳裂纹和车轮踏大力修建高速铁路和重载铁路以及城市地铁。而面磨耗等损伤，同样对车轮材料质量要求也有所提轮轨之间相互作用产生的摩擦力是列车能够运行的基高。因此，目前许多学者都在开展提高轮轨强度和础，相应的轮轨间的磨损是列车运行的必然结果，因摩擦磨损性能的研究。此磨损成为铁路运输中耗资最大的一个问题。列

8、车激光熔覆作为激光加工众多领域的一个分支，是运行时，钢轨需要承受列车的压力、冲击载荷和摩一种新的表面改性技术。激光熔覆作为一种先进制擦，要求钢轨有很好的硬度、韧性和强度，对钢轨材