激光氮化鈦合金Ti–6Al–4V在汽車輕量化制動盤中的應用

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激光氮化鈦合金Ti–6Al–4V在汽車輕量化制動盤中的應用

激光氨化鈦合金Ti–6Al–4V在不同的能量密度下進行激光氮化，可以形成120μm厚的氮化鈦合金層。采用光學顯微鏡（OM）、電子掃描顯微鏡（SEM）和X射線衍射儀（XRD）對冶金特性進行分析。與傳統材料相比，Ti –6Al–4V硬度得到了很大提高，在0.2N壓力測試下，傳統材料的維氏硬度為315HV，而Ti–6Al–4V的維氏硬度能夠達到760HV。經過激光氮化的鈦合金在摩擦學特性方面表現優越，這表明Ti–6Al–4V與較重的灰鑄鐵相比，其可以使盤式制動器輕量化。與傳統的灰鑄鐵部件相比，經過激光氮化的鈦合金在摩擦學特性方面表現優越，同時還可以減輕盤式制動器的質量。

將所有測試樣本工作于不同的溫度和速度工況下，其中經過激光氮化的鈦合金表面磨損程度最低。這表明，在不同的工作條件下激光滲氮層均具有較好的特性。未經過任何表面處理的鈦合金具有很高的磨損率，這種特性阻礙了其在盤式制動器上的應用。相比灰鑄鐵的3.46×106mm3/N·m的磨損率，經過激光氮化處理的鈦合金的磨損率為3.0×106mm3/N·m，二者比較接近。由此可見，汽車盤式制動器的制動盤可用較為輕便的激光氮化鈦合金Ti–6Al–4V替代原有較重的灰鑄鐵。

刊名：Wear（英）

刊期：2014年第1期

作者：Muthukannan Duraiselvam et al

編譯：陳鵬飛