鋁合金電子束掃描表面處理的研究.pdf

1、鋁合金未經(jīng)強化處理不具備良好的耐摩擦耐磨損性能,這很大程度上限制了鋁合金的應(yīng)用。若能提高鋁合金的表面硬度和耐磨性,則能擴(kuò)大其在新領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。電子束表面處理可以提高鋁合金材料的表面硬度、增加耐磨性。
　　本課題是對鋁合金電子束掃描表面強化處理的研究,試驗采用HDZ-6F高壓數(shù)控真空電子束焊機對ADC12鋁合金進(jìn)行表面改性,用Tension金相顯微鏡觀察組織結(jié)構(gòu),HMV-ZT顯微硬度試驗機進(jìn)行硬度測試,TSM-56102V掃描式

2、電子顯微鏡拍攝金相照片和EDS成分測試;HT-500高溫摩擦磨損試驗機進(jìn)行摩擦磨損試驗等手段。分析了鋁合金表面電子束掃描熔凝處理對組織和性能影響;通過對大量實驗結(jié)果的分析,討論電子束功率密度、掃描頻率、下束時間等電子束參數(shù)對鋁合金表面強化層深度和寬度的影響規(guī)律;研究了在鋁合金表面添加納米Fe-Al混合粉后,經(jīng)電子束掃描后得到的合金層的組織和性能的變化規(guī)律;分析了納米Fe粉含量對合金化層組織和性能影響;探討了鋁合金材料表面添加納米Al-A

3、l2O3混合粉后,電子束陶瓷層組織和性能的變化。研究結(jié)果表明:鋁合金經(jīng)電子束直接掃描處理后,能夠得到細(xì)晶粒的表面層組織,同時生成了非平衡態(tài)的共晶體和金屬間化合物新相,硬度提高1.39倍,并且鋁合金的耐磨性提高。隨著電子束功率密度增加,電子束掃描熔化區(qū)域的深度和寬度增加。在其它條件相同的情況下,下束時間越長,表面強化層的深度和寬度越大;掃描頻率對表面強化層的深度和寬度以及表面強化區(qū)域大小的影響不大,但可以提高強化層組織的均勻性。鋁合金納米

4、合金化后,可形成2~10mm的合金化層,具有網(wǎng)狀骨骼的亞共晶組織,同時生成了許多金屬間化合物等新相,硬度提高4倍,合金層層的耐磨性遠(yuǎn)高于高于基體。合金層硬度隨鐵含量的增加而增加,Fe粉含量大約為50％時合金層的耐磨性最佳,是基體材料的6倍;鋁合金材料表面添加納米Al-Al3O2混合粉,經(jīng)電子束掃描處理后,可在表面形成大約5mm強化層;硬度提高4.56倍,陶瓷層的耐磨性大大高于基體。
　　利用電子束掃描進(jìn)行鋁合金表面強化處理的方法,