高速列车关键耐磨零部件中的先进表面工程技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
面 的 均 匀 处 理 ， 以 在 轴 承 滚 道 和 滚 珠 表 面 获 得 可
一
１ 高 速 列 车 轴 承 中 的 表 面 工 程 技 术
随着 工业 现代 化 的飞速 发 展 ， 轴 承等 零件 表 对 面性 能要 求越 来越 高 ， 尤其 是要 适应 高 速 、 温 、 高 高 压 、 载以及腐 蚀介质 等恶劣工况 条件 。 重 往往轴 承零 件 由于局 部 表面损 坏 而导 致其 报废 ， 以改 善轴 承 所 表 面 性能 ， 高轴 承 的疲 劳 寿命 和可 靠 性 ， 提 已引 起
ｇ ． 弱 ‘７ 。
由图 １ 以 看 出 ， Ａ、 可 在 Ｂ处 可 能 由 于 进 入 污 染
物 或润滑不 良， 同时在该 部位受力较大 ， 产生 较 多 的
专 讨 题论
雹珲梭
第４卷 ２
划 ” ０ １年度 重要 支持 方 向 “ １ ２１ １ ．纳米 材 料工业 化 制造 技 术及 检 测装 备 ”， 西南 交 通大 学 牵头 提 出开
处理 。
大 的进步 ， 但热 处理仍 以整体淬火为主 。近年来表 面
技 术逐 渐应 用于轴 承热 处理 领域 。
激光 等高 能束 表面 热处 理【 ３ ］ 用 于轴 承热 处 是运 理领域 的新方法 ， 目前使用较 多 的是 Ｃ ｚ Ｏ 激光 束 。 通 过激 光 加热 可 获得 ０２ － ． ｍ 的硬化 层 ， ． ２ ｍ ５ ０ 与其 他 表面 硬化 方法 相 比 ， 有硬 化层 深度 和位 置 控制 精 具
许 多 专家 和科 研 人 员 采用 各 种 手段 对 制 动 盘热 疲
劳失 效进 行 了分析 。
３２ 新 型 高 速 列 车 制 动 盘 研 发 ．
南 京理 工 大 学 江剑 等 人 发 明专 利 公 开 了一 种
制动 面为微 弧 氧化 陶瓷层 的机 动 车铝合 金 制动 盘 ，
但 它对 制 动 闸片 所 造成 的磨 损 也 比氧 化 锆 陶瓷 涂
余应 力状 态是 影 响疲 劳性 能 的关键 因素之 一 。
从火 车车轮 的制 造过程看 ， 车轮在 经过轧制 、 等
温 和轮辋 淬 回火 调质处 理 后 ， 沿车 轮周 向进 行 了全
尺 寸 精 加 工 和 辐 板 喷 丸 处 理 ， 丸 处 理 后 的 车 轮 辐 喷
板 内侧表 面周 向残余应 力 呈 明显 的压应 力状 态 ， 残
陶瓷 膜层 解决 了现 有铸铁 制 动盘 耐磨 性 差 、 热 效 散 果不 好 、 量大 等 问题 。 质 北 京理 工 大学 发 明 了一种 新 型梯 度 材 料 车 辆 制动 盘 。 制动 盘在制 动过 程 中会产生 大量 的热 及较 大 的热 应力 从而 导致 热应 力 裂纹 的产 生 ， 少 了制 减 动盘 的使用 寿命 ， 梯度 材 料制 动盘 能够 有效 地 较低 汽车制 动 时制动 盘 的热应力 及表 面温 度 。 该制 动盘 利 用 Ａ 和 ＳＣ组成 的梯度 材料 ，ｉ ｌ ｉ ＳＣ的体积 分 数 由 内至外从 ５ ％Ｎ ５ ３ ％递增 。 与常规制 动盘 相 比 ， 梯度 材 料 的制 动 盘 可 以 降 低 制 动 时 产 生 的 热 应 力 约 ２ ％～ ０ 且 温度 降 低 了近 ５ ％ ， 而减 小 了制 动 ０ ３ ％， ０ 从 时制动 盘 的损 耗 ， 延长 了制动 盘 的寿命 。 陶瓷涂层 能 承受很 高 的表面 温度 。 其低 热 导率 产 生 的 热 障效应 ， 少 了传 递 给基 体 的热 量 ， 而 减 从
展高 铁轮 对纳 米科技 前 瞻性研 究 ， 应用 激 光表 面重
熔纳 米化 和微 纳 晶化 喷 丸技术 ， 决长 期 困扰世 界 解 铁路 高成本 车 轮踏 面磨耗 运 营 、 车轮多 部位 疲 劳断
裂 重 大 安 全 隐 患 和 车 轴 多 部 位 、 裂 纹 疲 劳 损 伤 重 多
大安 全 隐患三个 关键 科技 问题 ， 引领世 界轨 道 车辆
（） 动盘 受摩擦 发热 后 ， 度升 高造 成摩 擦表 １制 温
面 联合烧 损 。
（） 面灰 尘 、 ２路 磨损 表 面脱落 的硬 质点 造成 的磨
粒磨 损 。
速制 动要 求 的优 良性 能 。 但在 潮湿 条件 下 的保压 制
动试 验 和耐久 性制 动试验 还将 继续 。
（） ３制动 过 程 中制 动 盘 与摩 擦 副相 互 作 用产 生
相 关 人 员 广 泛 关 注 。 承 零 件 的 热 处 理 质 量 控 制 在 轴 整 个 机 械 行 业 最 为 严 格 。 承 热 处 理 已 经 取 得 了 很 轴
层 均匀 的改 性层 ， 而提 高轴 承在 高速 状 态下 的 从
使 用性 能 和寿命 。 目前采 用保 形离 子 注入技 术和 高 压旋 转 技 术 已经 实 现 轴 承 内外 滚 道 和 滚珠 的全 方 位 气 体 离 子注 入 处 理 ， 其均 匀 性 也非 常 高 ， 全 有 完 可能 实 现 高速 列 车 轴 承 的全 方 位 离子 注 入 与 沉 积
Ｂ － ｙｕ ｇ Ｋ Ｎ ｕ ｂ ｏｎ Ａ Ｇ等 人 研 究 了 陶瓷 涂 层 、 金
属 陶瓷涂层制 动盘 。 研究 表明 ， 陶瓷涂层制 动盘在 高 速制 动条 件下 显示 出稳 定 的摩擦 系 数 ， 与 钢制 动 这 盘波 动 的摩擦 系数形 成对 比。 这也 证 实陶瓷 涂层 制 动 盘在 使 用 中 的确 具 有更 稳 定 的摩 擦 性 能 且 磨 损 较小 ， 障效果 好 。 热 但是 ， 由于有大 量热 量转 移 到制 动 闸 片上 ， 且 制 动盘 表 面硬 度 高 ， 得 制 动 闸片 并 使 的磨 损要 比钢 制动盘 严重 。 于金 属 陶瓷涂 层 制动 对 盘 ， 几 乎所 有 条 件下 都 显示 出稳 定 的摩 擦 系数 ， 在
专题讨论
蒋 红 晖等 ： 速 列 车关 键 耐 磨 零 部 件 中的 先进 表 面 工程 技 术 高
第 ５期
用寿 命 和可 靠 性 ， 善 机械 设 备 的性 能 质 量 ， 强 改 增 产 品的竞争 能力 ， 决 引进设 备零 备件 的修复 及 国 解
产化 问题 ， 持新 技 术 与 高技 术 的 发展 ， 支 以及 节 约
轮对 技术新 工艺 ， 研究 开 发形成 高 性能 轨道 车辆 轮
对设 计 、 造 与 工艺 、 析 与 安全 评 价 的集 成 科 学 制 分
技术 ， 形 成产业 化基 础 。 并
３ 高速 列 车制 动盘 中的表 面 工程 技术
高速列 车普 遍采 用盘形 制动 装置 。 随着 列车 运 行 速 度 的提 高 ， 动能 急剧 增 加 ， 动 时 产生 的热 能 制
Ｌ ＭＩ 实 验 室 ［ 钢 制 动 盘 上 喷 涂 具 有 耐 磨 Ａ Ｈ ８ Ｊ 在
３１ 制 动 盘 失效 特 点 ．
高速 列 车 的制 动 过程 是 通 过 制动 盘 和 制 动 闸
的 摩 擦 将 动 能 转 化 为 热 能 ， 通 过 制 动 盘 的通 风 设 并
损 和耐 高温 、 高强度 、 热扩 散率 的摩擦 涂层 ， 对 低 并
余压 应力 的存 在 可阻 止疲 劳裂 纹 的扩展 ， 是 因为 这
如果 车 轮辐板 表层 存 在压 应力 ， 当车轮 承受 外加 载 荷 时 ， 层 的合 成 应力 水平 下 降 ， 表 即平 均应力 降低 ， 必 然会 提 高车 轮 辐板 的疲 劳 强度 【 该 结果 表 明 ， ５ 。
１ 高 速 列 车轴 承 失效 特 点 ． １
西 南交 通大 学 曾对轴 承套 圈进 行外 观 检查 ， 发
现 套 圈存 在两种 不 同类 型 的失 效形 式（ 图 １， 中 见 ）其 Ａ处 为 光 亮 的擦 伤 痕 迹 和 麻 点 ， Ｂ处 为 破 裂 、 落 剥
形 貌
确 、 变形 等优 点 。 一技 术 由于成本 较高 ， 无 这 主要 用
喷 丸处 理 有 效改 善 了精 加工 过 程 对 辐板 表 面残 余
应力 状态 产 生 的不利 影 响 ， 现提 高 车轮安 全作 用 实
性 能 的 目的。
图 １ 轴承 套 外 观 形 貌
２２ 轮 对 踏 面 材 料 的探 索 ．
基 于高铁运输 的安全性 、 可靠性 和经济性需 求 ， 根据 国家重 大科学研 究计划 “ 纳米研 究领域科 技计
于 精 密 轴 承 零 件 的表 面 处 理 。
２ 高 速 列 车 轮 对 中的 表 面 工程 技 术
２１ 喷 丸 工 艺 对 轮 对 性 能 的 影 响 ．
火车 车轮 是铁 道 车辆 的关键 部 件之 一 ， 为保 障 车 轮使 用 安 全性 能 ， 防止 车 轮裂 损 ， 车轮 的辐 板 对 疲劳 性能 有较 严格 的要求 。 究结 果表 明 ， 面残 研 表
的热应力 造成 的蠕 变 和热疲 劳损坏 。 研究 表 明 ， 制动 过 程 中产 生 的热应 力 造成 的蠕 变 和热疲 劳损 坏是 导致 制动盘 破坏 的主 要原 因 。 因 而研 究列 车制 动盘 失效 机制 ， 其是 制动 盘 的热疲 尤 劳 失效机 理是 列车 制动 盘材 料设 计 的先决 条件 ， 它 为 制动盘 材料 的选 择提供 了理 论依 据 。 为此 国 内外
结 合力 、 减少 了孔 隙率 ， 高 了模 拟保 压 制 动 的制 提
动 盘 的性 能 ， 高 了摩 擦 系数 ， 善 了摩 擦 系 数 的 提 改 稳定 性 ， 进而提 高 了制动 功率 。 在缩小 比例 的摩擦 阻 力 系数 测量 装置 上 进行 了保压 制 动试 验（ 干燥 条 在 件下）试 验表 明这种 复合材 料符合 铁路运 输设 备 高 ，
在 高 速 列 车 速 度 大 幅 提 升 的 背 景 下 ， 面 技 术 已 经 表 广泛 应用 于高 速铁路 事业 。
法来 强 化轴 承材 料 ， 能够 在材 料表 面 合成新 的强化 相 ， 而 大 大 提 高 抗 磨 损 能 力 ， 长 使 用 寿命 。 从 延 但
是， 常规 束线 离 子注 入 的直射 性 限制 使其 无法 处理 复 杂 形 状 的轴 承 滚道 和 滚珠 。 尔滨 工 业 大学 ＿ 哈 ２ ］ 研 究 了全 方位 离 子 注入 与 沉 积 方 法采 用 离 子 鞘 层来 实 现离 子 的注 入与沉 积 ， 够实 现复 杂形 状零 件 表 能
喷 涂 层 进 行 了 热 处 理 。 验 表 明热 处 过 程 中 ， 烈 的高 温摩 该 剧
擦 和大 量热 传递是 导致 制动盘 磨损 的直 接原 因 。 通
过 对列 车失 效制 动盘 的研究 发现 ， 制动 盘 的磨 损机
理 主 要 包 括 以 下 三 方 面同：
层制 动盘要大 。 验同样表 明 ， 试 还需要 针对 陶瓷涂 层 制动 盘开 发新 的制动 闸片材 料 ， 以保 持制 动 闸 片在 现有 使用条 件 下 的使 用 寿命 。 还需 要对 不 同类 型 的 陶瓷 涂层 的耐久 性作 深 入 的研 究 ， 以保证 其 寿命 周 期和安全可靠 性 。 Ｗａ ｅ ｅ 等人最 近研究 了不 同 Ｍ． ｔ ｍ ｚ ｒ
也 大 大增加 ， 巨大的制 动热 负荷 使 制动盘 产 生很 大
热 应力 并导 致热 裂纹 。 因此 制动 盘体必 须具 有好 的 抗 热裂 性 、 磨性 、 热性 和摩擦 制动性 能 。 耐 导
降低 了温度 。 这也 同样 降低 了在 高能 制动过 程 中因
局部 瞬时高温而导致的塑性变形 和金属 咬合。 其结 果 是， 陶瓷 涂层制 动 盘具 有更 为稳 定 的摩擦 性 能并 且 在使 用 中磨损 更小 。
擦伤 和麻 点 ， 在局部 发 生破裂 和剥 落现 象 。
１２ 高速 列 车轴 承 材 料 的进 展 ．
国内外 的研 究表 明 ， 采用 离子 注 入与 沉积 的方
材料 、 能源 等各方 面都 具有 重要 意义 。 因此 ， 近年来 各种 各样 表面技 术 的研 究与 开发 异 常活跃 ， 别 是 特
一
１ 高 速 列 车 轴 承 中 的 表 面 工 程 技 术
随着 工业 现代 化 的飞速 发 展 ， 轴 承等 零件 表 对 面性 能要 求越 来越 高 ， 尤其 是要 适应 高 速 、 温 、 高 高 压 、 载以及腐 蚀介质 等恶劣工况 条件 。 重 往往轴 承零 件 由于局 部 表面损 坏 而导 致其 报废 ， 以改 善轴 承 所 表 面 性能 ， 高轴 承 的疲 劳 寿命 和可 靠 性 ， 提 已引 起
ｇ ． 弱 ‘７ 。
由图 １ 以 看 出 ， Ａ、 可 在 Ｂ处 可 能 由 于 进 入 污 染
物 或润滑不 良， 同时在该 部位受力较大 ， 产生 较 多 的
专 讨 题论
雹珲梭
第４卷 ２
划 ” ０ １年度 重要 支持 方 向 “ １ ２１ １ ．纳米 材 料工业 化 制造 技 术及 检 测装 备 ”， 西南 交 通大 学 牵头 提 出开
处理 。
大 的进步 ， 但热 处理仍 以整体淬火为主 。近年来表 面
技 术逐 渐应 用于轴 承热 处理 领域 。
激光 等高 能束 表面 热处 理【 ３ ］ 用 于轴 承热 处 是运 理领域 的新方法 ， 目前使用较 多 的是 Ｃ ｚ Ｏ 激光 束 。 通 过激 光 加热 可 获得 ０２ － ． ｍ 的硬化 层 ， ． ２ ｍ ５ ０ 与其 他 表面 硬化 方法 相 比 ， 有硬 化层 深度 和位 置 控制 精 具
许 多 专家 和科 研 人 员 采用 各 种 手段 对 制 动 盘热 疲
劳失 效进 行 了分析 。
３２ 新 型 高 速 列 车 制 动 盘 研 发 ．
南 京理 工 大 学 江剑 等 人 发 明专 利 公 开 了一 种
制动 面为微 弧 氧化 陶瓷层 的机 动 车铝合 金 制动 盘 ，
但 它对 制 动 闸片 所 造成 的磨 损 也 比氧 化 锆 陶瓷 涂
余应 力状 态是 影 响疲 劳性 能 的关键 因素之 一 。
从火 车车轮 的制 造过程看 ， 车轮在 经过轧制 、 等
温 和轮辋 淬 回火 调质处 理 后 ， 沿车 轮周 向进 行 了全
尺 寸 精 加 工 和 辐 板 喷 丸 处 理 ， 丸 处 理 后 的 车 轮 辐 喷
板 内侧表 面周 向残余应 力 呈 明显 的压应 力状 态 ， 残
陶瓷 膜层 解决 了现 有铸铁 制 动盘 耐磨 性 差 、 热 效 散 果不 好 、 量大 等 问题 。 质 北 京理 工 大学 发 明 了一种 新 型梯 度 材 料 车 辆 制动 盘 。 制动 盘在制 动过 程 中会产生 大量 的热 及较 大 的热 应力 从而 导致 热应 力 裂纹 的产 生 ， 少 了制 减 动盘 的使用 寿命 ， 梯度 材 料制 动盘 能够 有效 地 较低 汽车制 动 时制动 盘 的热应力 及表 面温 度 。 该制 动盘 利 用 Ａ 和 ＳＣ组成 的梯度 材料 ，ｉ ｌ ｉ ＳＣ的体积 分 数 由 内至外从 ５ ％Ｎ ５ ３ ％递增 。 与常规制 动盘 相 比 ， 梯度 材 料 的制 动 盘 可 以 降 低 制 动 时 产 生 的 热 应 力 约 ２ ％～ ０ 且 温度 降 低 了近 ５ ％ ， 而减 小 了制 动 ０ ３ ％， ０ 从 时制动 盘 的损 耗 ， 延长 了制动 盘 的寿命 。 陶瓷涂层 能 承受很 高 的表面 温度 。 其低 热 导率 产 生 的 热 障效应 ， 少 了传 递 给基 体 的热 量 ， 而 减 从
展高 铁轮 对纳 米科技 前 瞻性研 究 ， 应用 激 光表 面重
熔纳 米化 和微 纳 晶化 喷 丸技术 ， 决长 期 困扰世 界 解 铁路 高成本 车 轮踏 面磨耗 运 营 、 车轮多 部位 疲 劳断
裂 重 大 安 全 隐 患 和 车 轴 多 部 位 、 裂 纹 疲 劳 损 伤 重 多
大安 全 隐患三个 关键 科技 问题 ， 引领世 界轨 道 车辆
（） 动盘 受摩擦 发热 后 ， 度升 高造 成摩 擦表 １制 温
面 联合烧 损 。
（） 面灰 尘 、 ２路 磨损 表 面脱落 的硬 质点 造成 的磨
粒磨 损 。
速制 动要 求 的优 良性 能 。 但在 潮湿 条件 下 的保压 制
动试 验 和耐久 性制 动试验 还将 继续 。
（） ３制动 过 程 中制 动 盘 与摩 擦 副相 互 作 用产 生
相 关 人 员 广 泛 关 注 。 承 零 件 的 热 处 理 质 量 控 制 在 轴 整 个 机 械 行 业 最 为 严 格 。 承 热 处 理 已 经 取 得 了 很 轴
层 均匀 的改 性层 ， 而提 高轴 承在 高速 状 态下 的 从
使 用性 能 和寿命 。 目前采 用保 形离 子 注入技 术和 高 压旋 转 技 术 已经 实 现 轴 承 内外 滚 道 和 滚珠 的全 方 位 气 体 离 子注 入 处 理 ， 其均 匀 性 也非 常 高 ， 全 有 完 可能 实 现 高速 列 车 轴 承 的全 方 位 离子 注 入 与 沉 积
Ｂ － ｙｕ ｇ Ｋ Ｎ ｕ ｂ ｏｎ Ａ Ｇ等 人 研 究 了 陶瓷 涂 层 、 金
属 陶瓷涂层制 动盘 。 研究 表明 ， 陶瓷涂层制 动盘在 高 速制 动条 件下 显示 出稳 定 的摩擦 系 数 ， 与 钢制 动 这 盘波 动 的摩擦 系数形 成对 比。 这也 证 实陶瓷 涂层 制 动 盘在 使 用 中 的确 具 有更 稳 定 的摩 擦 性 能 且 磨 损 较小 ， 障效果 好 。 热 但是 ， 由于有大 量热 量转 移 到制 动 闸 片上 ， 且 制 动盘 表 面硬 度 高 ， 得 制 动 闸片 并 使 的磨 损要 比钢 制动盘 严重 。 于金 属 陶瓷涂 层 制动 对 盘 ， 几 乎所 有 条 件下 都 显示 出稳 定 的摩 擦 系数 ， 在
专题讨论
蒋 红 晖等 ： 速 列 车关 键 耐 磨 零 部 件 中的 先进 表 面 工程 技 术 高
第 ５期
用寿 命 和可 靠 性 ， 善 机械 设 备 的性 能 质 量 ， 强 改 增 产 品的竞争 能力 ， 决 引进设 备零 备件 的修复 及 国 解
产化 问题 ， 持新 技 术 与 高技 术 的 发展 ， 支 以及 节 约
轮对 技术新 工艺 ， 研究 开 发形成 高 性能 轨道 车辆 轮
对设 计 、 造 与 工艺 、 析 与 安全 评 价 的集 成 科 学 制 分
技术 ， 形 成产业 化基 础 。 并
３ 高速 列 车制 动盘 中的表 面 工程 技术
高速列 车普 遍采 用盘形 制动 装置 。 随着 列车 运 行 速 度 的提 高 ， 动能 急剧 增 加 ， 动 时 产生 的热 能 制
Ｌ ＭＩ 实 验 室 ［ 钢 制 动 盘 上 喷 涂 具 有 耐 磨 Ａ Ｈ ８ Ｊ 在
３１ 制 动 盘 失效 特 点 ．
高速 列 车 的制 动 过程 是 通 过 制动 盘 和 制 动 闸
的 摩 擦 将 动 能 转 化 为 热 能 ， 通 过 制 动 盘 的通 风 设 并
损 和耐 高温 、 高强度 、 热扩 散率 的摩擦 涂层 ， 对 低 并
余压 应力 的存 在 可阻 止疲 劳裂 纹 的扩展 ， 是 因为 这
如果 车 轮辐板 表层 存 在压 应力 ， 当车轮 承受 外加 载 荷 时 ， 层 的合 成 应力 水平 下 降 ， 表 即平 均应力 降低 ， 必 然会 提 高车 轮 辐板 的疲 劳 强度 【 该 结果 表 明 ， ５ 。
１ 高 速 列 车轴 承 失效 特 点 ． １
西 南交 通大 学 曾对轴 承套 圈进 行外 观 检查 ， 发
现 套 圈存 在两种 不 同类 型 的失 效形 式（ 图 １， 中 见 ）其 Ａ处 为 光 亮 的擦 伤 痕 迹 和 麻 点 ， Ｂ处 为 破 裂 、 落 剥
形 貌
确 、 变形 等优 点 。 一技 术 由于成本 较高 ， 无 这 主要 用
喷 丸处 理 有 效改 善 了精 加工 过 程 对 辐板 表 面残 余
应力 状态 产 生 的不利 影 响 ， 现提 高 车轮安 全作 用 实
性 能 的 目的。
图 １ 轴承 套 外 观 形 貌
２２ 轮 对 踏 面 材 料 的探 索 ．
基 于高铁运输 的安全性 、 可靠性 和经济性需 求 ， 根据 国家重 大科学研 究计划 “ 纳米研 究领域科 技计
于 精 密 轴 承 零 件 的表 面 处 理 。
２ 高 速 列 车 轮 对 中的 表 面 工程 技 术
２１ 喷 丸 工 艺 对 轮 对 性 能 的 影 响 ．
火车 车轮 是铁 道 车辆 的关键 部 件之 一 ， 为保 障 车 轮使 用 安 全性 能 ， 防止 车 轮裂 损 ， 车轮 的辐 板 对 疲劳 性能 有较 严格 的要求 。 究结 果表 明 ， 面残 研 表
的热应力 造成 的蠕 变 和热疲 劳损坏 。 研究 表 明 ， 制动 过 程 中产 生 的热应 力 造成 的蠕 变 和热疲 劳损 坏是 导致 制动盘 破坏 的主 要原 因 。 因 而研 究列 车制 动盘 失效 机制 ， 其是 制动 盘 的热疲 尤 劳 失效机 理是 列车 制动 盘材 料设 计 的先决 条件 ， 它 为 制动盘 材料 的选 择提供 了理 论依 据 。 为此 国 内外
结 合力 、 减少 了孔 隙率 ， 高 了模 拟保 压 制 动 的制 提
动 盘 的性 能 ， 高 了摩 擦 系数 ， 善 了摩 擦 系 数 的 提 改 稳定 性 ， 进而提 高 了制动 功率 。 在缩小 比例 的摩擦 阻 力 系数 测量 装置 上 进行 了保压 制 动试 验（ 干燥 条 在 件下）试 验表 明这种 复合材 料符合 铁路运 输设 备 高 ，
在 高 速 列 车 速 度 大 幅 提 升 的 背 景 下 ， 面 技 术 已 经 表 广泛 应用 于高 速铁路 事业 。
法来 强 化轴 承材 料 ， 能够 在材 料表 面 合成新 的强化 相 ， 而 大 大 提 高 抗 磨 损 能 力 ， 长 使 用 寿命 。 从 延 但
是， 常规 束线 离 子注 入 的直射 性 限制 使其 无法 处理 复 杂 形 状 的轴 承 滚道 和 滚珠 。 尔滨 工 业 大学 ＿ 哈 ２ ］ 研 究 了全 方位 离 子 注入 与 沉 积 方 法采 用 离 子 鞘 层来 实 现离 子 的注 入与沉 积 ， 够实 现复 杂形 状零 件 表 能
喷 涂 层 进 行 了 热 处 理 。 验 表 明热 处 过 程 中 ， 烈 的高 温摩 该 剧
擦 和大 量热 传递是 导致 制动盘 磨损 的直 接原 因 。 通
过 对列 车失 效制 动盘 的研究 发现 ， 制动 盘 的磨 损机
理 主 要 包 括 以 下 三 方 面同：
层制 动盘要大 。 验同样表 明 ， 试 还需要 针对 陶瓷涂 层 制动 盘开 发新 的制动 闸片材 料 ， 以保 持制 动 闸 片在 现有 使用条 件 下 的使 用 寿命 。 还需 要对 不 同类 型 的 陶瓷 涂层 的耐久 性作 深 入 的研 究 ， 以保证 其 寿命 周 期和安全可靠 性 。 Ｗａ ｅ ｅ 等人最 近研究 了不 同 Ｍ． ｔ ｍ ｚ ｒ
也 大 大增加 ， 巨大的制 动热 负荷 使 制动盘 产 生很 大
热 应力 并导 致热 裂纹 。 因此 制动 盘体必 须具 有好 的 抗 热裂 性 、 磨性 、 热性 和摩擦 制动性 能 。 耐 导
降低 了温度 。 这也 同样 降低 了在 高能 制动过 程 中因
局部 瞬时高温而导致的塑性变形 和金属 咬合。 其结 果 是， 陶瓷 涂层制 动 盘具 有更 为稳 定 的摩擦 性 能并 且 在使 用 中磨损 更小 。
擦伤 和麻 点 ， 在局部 发 生破裂 和剥 落现 象 。
１２ 高速 列 车轴 承 材 料 的进 展 ．
国内外 的研 究表 明 ， 采用 离子 注 入与 沉积 的方
材料 、 能源 等各方 面都 具有 重要 意义 。 因此 ， 近年来 各种 各样 表面技 术 的研 究与 开发 异 常活跃 ， 别 是 特