ER8车轮钢激光熔覆涂层在酸雨环境下的磨损与腐蚀性能分析研究

作者：杨文斌; 夏金龙; 肖乾^*; 陈道云; 刘新龙

来源：表面技术, 2023, 52(01): 314-324.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.01.032

• 车轮钢
• 激光熔覆
• 合金粉末涂层
• 摩擦磨损
• 酸雨溶液
• 电化学腐蚀

目的 提高ER8高速车轮钢的耐磨和耐腐蚀性能，增强车轮使用寿命。方法 在ER8车轮钢表面制备出Fe基合金粉末和Co基合金粉末2种涂层。借助SEM、XRD、纳米压痕仪等表征设备分析涂层的金相组织形貌、物相种类和纳米硬度。利用MFT-EC4000往复电化学摩擦磨损试验仪将试样置于酸雨溶液进行摩擦磨损试验及电化学腐蚀试验。结果 涂层表面组织致密均匀，形成了良好的冶金结合，Fe基与Co基合金涂层分别呈现出“胞状”与“蜂窝状”，无明显孔洞、裂纹等缺陷。基体在低频(1 Hz)下发生轻微的磨粒磨损，中高频(2、4 Hz)下出现了严重的剥落、点蚀现象，其磨损机理主要为粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损，涂层磨损区域则无明显腐蚀与剥落现象。在高频下，Fe基涂层和Co基涂层的磨损率分别比基体减少46.10×10–5mm3/(N·m)和39.85×10–5mm3/(N·m)。同时，涂层的阻抗值显著提高，极化曲线测试结果显示，Fe基涂层、Co基涂层和基材的自腐蚀电位分别为–0.522、–0.381、–0.603 V，腐蚀密度分别为3.916、0.312、5.483μA/cm2。结论 修复后的车轮钢样品的耐磨损性能与耐腐蚀能力得到不同程度提高，相比之下，耐磨损方面Fe基合金涂层表现得更为优异；耐蚀性方面，Co基合金涂层略强于Fe基涂层。

• 单位
  华东交通大学机电与车辆工程学院