镁合金表面铝涂层研究新进展

对镁合金表面沉积铝涂层这一镁合金表面处理的新技术进行了总结,分析了传统镁合金表面处理的优缺点以及在镁合金表面沉积铝涂层的优势.最新的在镁合金表面沉积铝涂层的工艺主要有铝粉埋覆扩散法、铝粉刷涂埋覆扩散法、火焰喷涂热扩散法、电弧喷涂热压法、动态金属喷镀法.在对以上沉积原理的分析和理解的基础上,详细阐述了镁合金表面铝涂层的耐蚀机理,并指出了该技术的应用前景和制约其发展的主要因素.     

镁合金表面冷喷涂铝涂层的热处理研究

使用冷喷涂方法在铸态AZ91D镁合金基体上沉积了纯Al涂层,所得涂层组织致密,厚度均匀,与基体结合良好,孔隙率小于1%.随后用机械减薄的方法使Al涂层的厚度减薄到135 μm,对减薄后的试样在真空加热炉中分别进行了400℃×20 h和400℃×40 h的热处理.结果显示随着保温时间的延长,Al涂层全部转化为较高硬度和较...     

镁合金表面电子束熔覆铝涂层

为提高镁合金表面耐蚀性,采用火焰喷涂与高能电子束重熔技术在AZ91D镁合金表面制备了A1涂层.分析了涂层的微观组织结构和各区域的元素分布情况,测试了涂层硬度与耐蚀性.结果表明,在电子束重熔过程中,Al-Mg元素在涂层与基体间产生了明显的扩散,呈现交错的界面结合特征.涂层主要由熔覆区、合金化区和热影响区三部分组成,其中合金化层为典型的树枝晶结构.由于涂层中形成大量金属间化合物如Mg2Al3、Mg17Al12,使硬度由基体的70～80 HV0.05提高到220 HV0.05.这些相的存在也显著的提高了AZ91D镁合金表面的耐蚀性.     

镁合金表面冷喷涂纳米WC-17Co涂层及其性能

采用冷喷涂和超音速火焰喷涂(HVOF)在AZ80镁合金表面制备了纳米WC-17Co涂层。利用SEM分析了原始粉末形貌、喷涂粒子沉积行为及涂层显微结构,并采用球盘式摩擦磨损实验机考察了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:采用冷喷涂工艺可在AZ80镁合金基体上制备出高质量的WC-17Co涂层,涂层的显微硬度为(1 380±82)HV,磨损率为9.1×10-7 mm3/Nm,其耐磨性较HVOF制备的WC-17Co涂层提高了1倍,较镁合金基材提高了3个数量级。研究表明,冷喷涂WC-17Co涂层在不对镁合金基体产生热影响的情况下,可以显著提高镁合金的表面性能,是一种新型镁合金表面强化工艺。     

镁合金表面冷喷涂快凝Zn-Al合金粉末的研究

对镁合金表面冷喷涂快凝Zn-Al合金粉末工艺进行了研究，观察了涂层微观组织，并分析了涂层与基体之间的结合，测定了涂层的硬度和涂层与基体的结合强度。结果表明，采用冷喷涂技术制备的快凝Zn—Al合金粉末涂层组织致密，基体与涂层的结合处只产生塑性变形并且无熔化现象，涂层硬度比基体硬度显著提高。     

镁合金表面铝涂层研究进展

镁合金在现代工业中有着广泛的应用前景,但较差的耐蚀性能限制了其发展,沉积铝涂层技术作为改善镁合金表面性能的新技术得到了关注。综述了镁合金表面沉积铝涂层的技术研究现状,分析了此种技术的优势,介绍了在镁合金表面沉积铝涂层的几种主要方法:扩散铝涂层、物理气相沉积、化学气相沉积、高能束熔覆等,分析了各自的优缺点,并展望了镁合金表面铝涂层技术的发展趋势。     

AZ31镁合金表面磁控溅射沉积铝膜研究

在AZ31镁合金表面采用直流磁控溅射技术沉积铝膜,通过能谱分析仪、原子力扫描显微镜和LK9805电化学分析仪分别研究了铝层的成分分布、形貌和耐蚀性能。结果表明:在镁合金表面沉积形成晶粒细小且均匀分布的致密铝镀层;铝层和基体之间存在混溶的过渡层,且与基体镁合金结合良好,表现出一定的耐蚀性能。铝镀膜有利于镁合金表面防护层的形成,减小其腐蚀倾向。     

AZ31镁合金冷喷涂纳米晶铝涂层腐蚀性能

为了改善镁合金耐蚀性,采用冷喷涂技术在镁合金AZ31上制备出纳米晶铝涂层,分析了涂层的微观组织,通过电化学试验及中性盐雾试验研究了涂层及基体的腐蚀性能。试验结果表明,涂层的纳米晶结构成功保留,涂层组织致密、厚度均匀,涂层硬度到达111.44 HV0.025,明显高于镁合金基体的硬度(66.8 HV0.025);涂层的自腐蚀电位(-0.78 V)高于镁合金基体的自腐蚀电位(-1.79 V),涂层的自腐蚀电流密度(5.3×10-7A/cm2)比镁合金基体的自腐蚀电流密度(2.45×10-5A/cm2)低2个数量级,盐雾试验表明涂层的耐腐蚀性能明显优于镁合金基体。     

AZ91D镁合金表面电弧喷涂铝锌涂层组织的研究

为了提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能和表面硬度,用电弧喷涂的方法在镁合金表面形成铝锌防护层,并结合扫描电镜和能谱对涂层的组织进行了观察及分析.结果表明,涂层由铝锌两相的机械混合物构成.涂层与基体结合良好,具有较高的显微硬度和较好的抗腐蚀性能.     

镁合金表面电弧喷涂铝涂层在氯离子中的腐蚀行为

采用电弧喷涂技术在镁合金AZ91基材表面制备铝涂层.通过5(质量分数,%)NaCl溶液浸泡试验和盐雾试验,考察了镁合金表面铝涂层在氯离子中的耐蚀性能及其腐蚀行为.利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析技术对涂层形貌、显微组织结构和相组成进行了研究.结果表明,封孔处理后的试样耐蚀性能有较大提高,未封孔的涂层试样腐蚀比原始镁合金更严重.     

表面纳米化镁合金的微波诱导渗铝行为

采用真空高温微波炉对表面自身纳米化处理前后的Mg-Gd系稀土变形镁合金试样进行了粉末包覆扩散合金化试验。通过光学显微镜和高分辨透射电镜研究了由表层沿厚度方向不同变形层区的微观结构特点及微观组织细化特征,并通过X射线衍射仪对不同条件下微波处理的合金化层的物相进行了分析。结果表明,塑性变形层的微观组织和结构呈梯度分布,在试样表层形成了尺寸为10~20nm晶界清晰的纳米晶粒;微波诱导显著降低了扩散合金化温度,具有纳米化表层的镁合金在320℃实现了Al元素合金化;高体积分数的晶界和严重的畸变,促进了扩散合金化进程,且在相同试验条件下,纳米化处理的合金化层厚度达到未经纳米化处理的2~3倍。     

镁合金表面激光制备镍铝青铜涂层

利用激光熔覆的方法在AZ31B镁合金表面制备镍铝青铜涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度仪对涂层的微观形貌、物相以及显微硬度进行分析,采用PS–168A型电化学测量系统对涂层以及母材进行电化学腐蚀性能测试。结果表明,涂层内白色基体上析出富Cr的玫瑰状和块状的K相,涂层的物相主要由FeAl3、Al3Ni、Ni、Cu、Cr等组成,涂层的显微硬度最高可达602 HV0.2,较母材的50 HV0.2提高了约11倍,涂层的腐蚀电位?1.02 V较母材的?1.49 V提高了0.47 V。     

医用镁合金微弧氧化/有机复合涂层的研究现状及演进方向

医用镁及镁合金过快的降解速率严重缩短了其有效服役时间,过高的析氢速率引发局部炎症,束缚了其临床应用前景。微弧氧化（MAO）/有机复合涂层良好的抑蚀降析性能,在医用镁及镁合金表面改性领域展现出巨大的应用潜力。首先,从有机材料（植酸（PA）、壳聚糖（CS）、硬脂酸（SA）、多巴胺（DA）、聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）、聚乳酸（PLA）、聚已内酯（PCL））自身的组织及性能特征入手,分析了单一有机涂层提高镁及镁合金耐蚀性的作用机理,并指出单一涂层自身的性能弱点（单一MAO涂层微孔和裂纹的不可避免,单一有机涂层与镁合金结合强度低,易于剥落）限制了对镁合金降解保护效能。其次,从结合强度、耐蚀性、多功能性（生物安全性、生物相容性、诱导再生性、抑菌抗菌性、载药缓释性等）的角度,详细阐述了各MAO/有机复合涂层的结构特点、优势特征。在此基础上,明确指出以MAO/PCL(MAO/CS)复合涂层为基底涂层,通过PCL(CS)涂层与其他涂层的交叉组合,是实现医用镁合金植入材料的生物活性及多功能性的最佳路径。最后,对镁合金MAO/有机复合涂层的演进方向进行了科学展望。     

AZ31B镁合金表面SHS反应热喷涂陶瓷涂层研究

为了改善AZ31B耐磨、耐蚀性,采用Al2O387%(质量分数,后同)及TiO2 13%(即Al2O3-13%TiO2)作为陶瓷骨料.在其中加入Al/CuO铝热剂,采用普通氧乙炔火焰喷涂技术在AZ31B镁合金上制备陶瓷涂层.主要研究了铝热剂中Al和CuO比例及铝热剂与陶瓷骨料比例,对陶瓷涂层的组成和性能的影响.实验表明:在铝热剂组分配比为m(Al):m(CuO)=3:1;m(陶瓷骨料):m(铝热剂)=1:1时,陶瓷涂层耐磨性和耐蚀性有了显著的提高.     

Mg表面激光熔覆Al-Si共晶合金的微观组织

采用Al-Si共晶合金粉对Mg表面进行激光熔覆,使用扫描电镜和电子能谱对熔覆层的组织和构成进行了分析.结果表明,熔覆层主要由β(Mg17Al12)相、α(Mg) β(Mg17Al12)共晶组织、α(Mg)固溶体、Mg2Si相组成,熔覆层和基体结合良好,未发现气孔和裂纹等缺陷存在.对熔覆层进行激光热处理后发现,熔覆层中粗大的Mg2Si相被熔断,呈细小块状分布于晶界,改善了熔覆层的性能.     

In Situ Aluminum Alloy Coating on Magnesium by Hot Pressing

In the present study, pure magnesium was in situ coated with pre-alloyed Al–Cu–Mg alloy through hot pressing. The produced samples were characterized by means of hardness, wear properties and microstructure characterization. A ball-on-disk test was used to determine the dry sliding wear characteristics of the compacts. The results showed that the hot pressing technique has been successfully applied for producing magnesium parts with compatible wear resistance and hardness to aluminum. The in situ coating of Al on Mg by hot pressing resulted in an increase in hardness of about 30% compared with the pure Mg substrate. The wear rate and friction coefficient of the samples decreased with Al coating and increased with an increase in the applied load during the wear tests, compared with the uncoated material.     

钛表面厚碳化钨涂层研究进展

钛表面制备厚的碳化钨耐磨涂层的方法主要有喷焊、喷涂、激光熔覆3种。火焰喷焊可在钛表面制备2 400μm厚的WC耐磨涂层,涂层性能稳定,与基体为冶金结合;可通过预活化钛合金表面、增加重熔、中温回火等方式改善涂层性能。采用超音速火焰技术喷涂团聚烧结型的WC-Co粉末,可在钛表面制备4 153μm厚的耐磨层,涂层易出现W_2C脆性相、η反应相;通过工艺控制,涂层孔隙率可小于1%。采用激光熔覆可在钛表面制备2 900μm厚的WC耐磨层,涂层与基体虽为冶金结合,但存在裂纹、气孔等缺陷。3种方法均可制备毫米级厚的WC耐磨涂层,这种厚涂层将大大延长设备的使用寿命。     

表面微织构化石墨涂层对铝合金表面的协同减摩机理研究

目的 研究微织构和固体润滑涂层对铝合金表面减摩、抗磨性能的协同作用效果,为铝合金内燃机活塞外圆表面的减摩、抗磨设计提供参考。方法 采用脉冲Nd:YAG激光器在试件表面加工出具有规则形貌的正方形凹坑阵列,利用热喷涂工艺在微织构化基体表面喷覆固体石墨涂层,在乏油条件下,利用HSR-2M型高速往复摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验,采用扫描电子显微镜和超景深显微系统对试样磨损表面进行了分析,研究微织构几何参数、相对滑动速度、涂层特性对摩擦副表面减摩、抗磨作用的协同机理及影响规律。结果 在乏油润滑条件下,仅覆盖石墨涂层的摩擦副表面,摩擦系数较光滑表面降低了44%。经微织构修饰的摩擦副表面,其摩擦系数明显小于光滑表面,其中微织构所占面密度为8.2%时摩擦系数最低,相对于光滑表面降低了67.4%。当在微织构和石墨涂层的协同作用下,摩擦系数进一步降低至0.07,且铝合金基底表面未见明显磨损,此外较高的滑动速度有利于摩擦系数的进一步降低。结论 微织构和石墨涂层的协同作用下,能有效改善乏油工况下铝合金表面的摩擦学性能,合理的几何参数可以更有效地发挥减摩和抗磨效果。     

6061 铝合金表面无铬稀土镧转化膜性能的研究

利用极化曲线方法,研究了以La(NO3)3.6H2O为促进剂的磷酸盐转化膜的耐蚀性,同时与铬磷化膜及无稀土促进的单纯磷酸盐膜的耐蚀性进行了对比;通过划格法和全浸腐蚀试验,研究了这三种转化膜与有机涂层间的结合力。结果发现:与单纯磷酸盐膜相比,稀土促进生成的磷酸盐膜中的传输阻力增加,耐蚀性明显增强,而与铬磷化膜相比,二者在弱极化区的耐蚀性能相近;稀土促进生成的磷酸盐膜与有涂层间的结合力明显优于铬磷化膜。     

TEM Analysis on Micro-Arc Oxide Coating on the Surface of Magnesium Alloy

By micro-arc oxidation (MAO), the oxide coatings were prepared on the surface of magnesium alloys in a composite electrolytic solution. The microstructures of the coating layer and the interface between coating and substrate were analyzed by using transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The oxide coating consists of two layers (the outer and the inner layer). Although both layers are composed of microcrystalline MgO and amorphous phase, the inner layer is more compact and rich in fluorine with a thickness of about 1-2 μm. Fluorine plays an important role in the inner dense layer formation. The inner layer, like a barrier wall, blocks the thickness of the oxide coating to increase and improves corrosion resistance. The formation mechanism of the inner layer is also discussed.