AZ91D鎂合金等離子束重熔與熔覆層組織特征及其性能研究.pdf

1、鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼減震性能好、抗電磁干擾屏障能力強(qiáng)以及易于機(jī)械加工等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。本文針對(duì)鎂合金的強(qiáng)度和硬度低，抗磨損和耐腐蝕性能差的應(yīng)用難題，采用等離子束表面改性處理。首先，研究了重熔層的微觀組織結(jié)構(gòu)與性能；其次，在AZ91D鎂合金表面成功制備了TiB2-Al2O3熔覆涂層；最后，研究了添加Al元素對(duì)TiB2-Al2O3熔覆層組織與性能的影響。通過(guò)掃描電鏡、X射線衍射儀和電子

2、探針對(duì)鎂合金重熔層和熔覆層的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，運(yùn)用顯微硬度計(jì)、磨損試驗(yàn)機(jī)和電化學(xué)工作站系統(tǒng)的研究了重熔層和熔覆層的磨損和腐蝕行為。
　　研究結(jié)果表明，AZ91D鎂合金表面進(jìn)行等離子重熔處理后，重熔層組織發(fā)生了晶粒細(xì)化；鎂合金基體和重熔層的物相主要由α-Mg和β-Mg17Al12組成，但重熔層中β-Mg17Al12的含量高于基體的含量；重熔層的顯微硬度（105-125 HV0.1）明顯高于基體的顯微硬度（60-70 HV0.1）；

3、重熔層的耐磨性和耐蝕性大大提高。
　　等離子熔覆TiB2-Al2O3復(fù)相陶瓷涂層，熔覆層的頂部比較致密，底部呈團(tuán)狀顯微結(jié)構(gòu)的燒結(jié)體，熔覆層的物相主要由TiB2、Al2O3和α-Mg組成，說(shuō)明復(fù)相陶瓷和鎂合金之間沒(méi)有發(fā)生冶金反應(yīng)；但熔融的鎂滲入到熔覆層中，形成了良好的物理結(jié)合。熔覆層的顯微硬度值高達(dá)1600HV0.1，磨損失重是鎂合金基體失重的10％，耐磨性大大增強(qiáng)。
　　在TiB2-Al2O3復(fù)相陶瓷涂層中添加不同含量的Al

4、元素，熔覆層的物相由 TiB2、MgAl2O4、Mg、Al2O3、Mg17Al12組成，說(shuō)明了Al+TiB2-Al2O3粉末與AZ91D鎂合金基體之間發(fā)生了反應(yīng)。熔覆層的組織由網(wǎng)狀的鎂鋁金屬間化合物和塊狀的陶瓷相組成，且隨著鋁含量的減少網(wǎng)狀區(qū)域也在減少。熔覆層的顯微硬度不均勻，陶瓷相的顯微硬度值較高，而鎂鋁金屬間化合物的顯微硬度值較低。隨著陶瓷相的增加，熔覆層的耐磨性增強(qiáng)，當(dāng)陶瓷含量增加到一定程度時(shí)，耐磨性下降。熔覆層的耐蝕性能有所提高