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激光镁合金材料的表面改性处理

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-06-27 2:56:48 * 浏览: 0
镁合金具有低密度,高比强度,高比刚度,良好的导热性,良好的电磁屏蔽特性和阻尼减振能力。镁合金已经取代了许多材料,如锌,铝,铸铁和钢,并广泛用于航空航天,汽车,计算机,通信和其他行业。特别是汽车工业对镁合金零件的需求迅速增加,使得镁合金的应用发展势头强劲。然而,镁合金的耐磨性和耐腐蚀性差限制了镁合金的潜力。因此,镁合金的表面处理技术受到研究人员的高度重视。激光表面处理技术是近十年来发展起来的一项新技术。与目前镁合金材料的表面改性技术相比,激光方法可以通过局部快速加热和波长选择产生局部化学反应。因此,材料的表面改性可以发挥巨大作用。激光表面处理方法主要包括激光表面相变和冲击硬化,激光表面熔合,激光表面合金化和激光表面包覆。其中,镁合金中使用的激光表面改性技术主要是激光熔合,激光合金化和激光熔覆。 1.镁合金激光表面熔合激光熔合使用高功率密度激光在很短的时间内与金属相互作用,瞬间将金属表面的局部区域加热到相对较高的温度并使其熔化,然后冷却吸热金属基体的吸热和传热过程使熔融金属表面迅速凝固,从而改变部件的表面纹理和性能。由于该方法在快速加热和快速冷却下进行,因此所得硬化层具有比常规淬火更精细的结构和更高的硬度。该技术改善了金属材料和零件的表面硬度,耐磨性,耐腐蚀性,强度和高温性能。在真空条件下,高雅丽等人。对AZ91HP镁合金进行激光熔融处理。发现镁合金激光熔合层主要由α,3 / Mg相和β,-Mg17Al12相组成。随着激光扫描速度的增加,熔合层的硬度和耐磨性也增加。然而,在不同的扫描速度下,激光熔融层的耐腐蚀性低于基质镁合金的耐腐蚀性,并且随着扫描速度的降低,熔融层的耐腐蚀性降低。 AKousomichalis和曾爱平在真空条件下用KrF激光照射抛光的AZ3lB4H样品的表面。发现样品的表面形态是波纹状的,并且与未处理的样品相比,激光处理后的表面是拉伸应力。激光处理层30μ,m的显微硬度低于基板的显微硬度,并且激光处理样品的耐腐蚀性大大提高。 Nd:YAG激光和DDube用于激光熔融AZ91D和AM06B镁合金。微观结构为树枝状,晶粒细化。虽然激光热处理的AM60B镁合金具有比AZ91D更高的腐蚀性能。但没有得到显着的改善。即使在某些工艺参数下,耐腐蚀性也显着降低。姚军等。激光熔凝在AZ91D镁合金表面,熔合层形成的微观结构相对均匀,提高了激光熔合层的耐磨性。 A3Z1,AZ61和WE43镁合金表面采用2kW连续波CO2激光器(G.Abas等)激光熔融,熔融样品浸入pH值为10.5的氯化钠中,温度为20℃(质量分数为5)在10d的溶液中,结果表明,激光熔融后镁合金的耐腐蚀性得到改善,合金的显微组织细化,合金元素增加。相固溶体中的浓度使β和相分布更均匀,形成一层耐腐蚀层。 2.镁合金激光表面合金化激光表面合金化是通过熔化前的涂覆的薄膜层和基底表面上的部分基底,或通过在表面熔化时注入一些粉末。薄膜层或表面在熔池中液体混合。发生快速凝固以在表面上形成具有所需性质的薄合金层,以改善基质性质。近年来,铝和铝合金激光表面合金化的研究一直很活跃,镁和镁合金的激光表面合金化研究很多。 WangAA等。使用激光在镁基底上进行Mg和Al合金化处理。通过TEM选区电子衍射斑点发现镁铝合金的存在,样品的耐腐蚀性优于铸造镁和镁合金。 RGalun和其他元素使用铝,铜,镍和硅来合成镁合金表面和5kW CO2激光。熔化深度为700-1200μ,m,表面硬度达到250HV。表面合金层的合金元素的质量分数为15%-55%。当添加铜合金时,耐腐蚀性大大提高,并且当添加合金时耐腐蚀性显着提高。