德国EHLA新涂层工艺有效保护汽车制动盘

  盖世汽车讯 由于反复的机械载荷，与其他汽车部件相比，制动盘更容易受到磨损，产生细颗粒物，造成不良环境影响。据外媒报道，弗劳恩霍夫激光技术研究所（Fraunhofer ILT）和德国亚琛工业大学（RWTH Aachen University）共同开发一种新涂层工艺，能够显著降低这种影响。采用“超高速激光材料沉积”（德文缩写为EHLA）技术，可以快速有效地保护制动盘，防止产生磨损和腐蚀。

  传统的制动盘是由含有片状石墨相的灰口铸铁制成的。这种材料导热性好、热容量大，价格相对便宜；但是在使用过程中，很容易被磨损或腐蚀，产生大量的细颗粒物排放。在这种情况下，采用传统涂覆工艺，如电镀或热喷涂等，难以为制动盘提供足够的保护。这些工艺不能在铸铁和保护涂层之间形成冶金接合，而且需要用到很多材料，成本昂贵。

  经济和技术优势

  EHLA新工艺可以避免这些缺陷。Fraunhofer ILT研究员Thomas Schopphoven表示：“EHLA工艺非常适合应用于汽车工业，尤其是制动盘的涂层。涂覆制动盘通常是非常困难的，因为它们必须承受高负荷，而且容易受到经济和环境因素影响。采用EHLA工艺，可以在涂层与基体之间形成冶金接合，涂层不易剥落。”

  替代传统工艺

  传统工艺生产的涂层会有孔隙和裂纹。采用EHLA工艺，可以保持涂层完整，在较长时间内更有效地保护组件。延长组件使用寿命，并防止由制动盘表面损坏造成的早期故障。此外，该工艺适用于各种材料，可以根据特定应用场景选择不同类型的环保涂料。

  EHLA工艺是一种激光材料沉积工艺新变体，已在涡轮叶片修复等领域取得巨大成功，存在若干决定性优势。

  加工速度快 减少热输

  采用EHLA工艺生产时，粉末颗粒状的涂层材料直接熔化于激光束中，而不是在组件表面的熔池中熔化。现在进入熔池的是液滴材料，而不是固体粉末颗粒，所以涂层过程要快得多，从传统激光材料沉积的0.5-2米/分钟，上升到高达500米/分钟。

  这也大大减少被涂覆材料暴露于热环境中的机会。使用传统激光材料沉积工艺，基体材料的热熔区要按毫米计，相比之下，EHLA工艺只在微米范围内产生熔化现象。所以，可以使用全新的材料组合，比如铝或铸铁合金刹车盘涂层。

  低热输入能防止制动盘中的碳溶解到熔体中，避免涂层和结合区产生脆性相、气孔、连接缺陷和裂纹，使灰口铸铁制动盘的涂层与基础材料紧密结合。

  高效利用资源 提升质量

  采用传统激光材料沉积工艺，所产生的涂层厚度至少为半毫米。不仅要消耗大量材料，而且精加工过程非常复杂。相比之下，EHLA工艺能产生25到250微米之间的薄层。因此，新涂层既纯净又光滑，粗糙度降低到以前的十分之一左右。

  此外，EHLA工艺的材料利用率能达到90%以上，具有极高的资源效率，提升经济效益。在大规模工业生产环境中，可以达到基本使用要求。

  事实上，工业应用可能很快就会成为现实。初步研究表明，EHLA工艺能够利用不同材料，为常规灰口铸铁制动盘生产涂层。目前，总部位于亚琛的HPL Technologies公司正在准备进行大规模生产，并采用改良研磨工艺，处理零件表面。

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