ZM5镁合金表面电火花合金化改性层的获得

利用电火花合金化技术在ZM5镁合金上进行本体修复和提高耐蚀性的目的,研究了在保护气体的条件下,使用ZM5电极在ZM5基材上进行电火花合金化,基材表面形成了厚0．15mm,显微硬度102～114HV(基材82～90HV),耐蚀性改善的改性层。表面改性层主要由a-Mg、β(Al12Mg17)和Al2Mg组成。合金化层腐蚀性能的提高可归因于快速凝固组织结构的形成和该层中Al,Zn,Mn元素含量的富集。     

表面扩散合金化对ZM5镁合金冲蚀磨损性能的影响(英文)

将ZM5镁合金置入铝、锌混合粉末中,在氩气保护下,于温度(390±5)°C保温8h进行表面固态扩渗合金化处理。研究表面固态扩渗合金化处理前和处理后ZM5镁合金在两种不同冲蚀磨损环境中(油和石英砂,水和石英砂)的冲蚀磨损行为。结果表明:当冲蚀磨损介质为油和石英砂时,冲蚀磨损表面形貌为切削沟痕。油对试样的腐蚀很弱,切削磨损是主要的磨损机制。当冲蚀介质为水和石英砂时,冲蚀磨损试样表面为腐蚀坑和裂纹。水的腐蚀和石英砂的冲刷作用加剧试样的磨损质量损失。在相同的冲蚀介质中,经过表面固态扩渗合金化处理的试样的耐冲蚀磨损性能均比未经过表面固态扩渗合金化处理的试样好。     

ZM5镁合金表面高能微弧火花沉积S331铝合金研究

为提高ZM5镁合金的耐蚀性,采用微弧火花合金化技术进行了合金化,并用Al-Mg系的S331合金在ZM5上进行了S331铝合金沉积试验,合金化层的显微硬度(HV)从基材的85提高到250.采用金相显微镜和扫描电镜对合金化层的显微结构及元素的分布进行了分析,对合金化层的阳极动电位极化曲线也进行了测试.结果表明,合金化层的组织得到了细化,其Al、Mn元素含量高于基材中的含量,合金化层的自腐蚀电位和腐蚀电流密度均得到显著降低,合金化层的耐蚀性得到提高.     

镁合金表面改性新技术

综述了镁合金的几种表面改性处理新技术的现状,主要有等离子体浸入式离子注入沉积技术、粉末涂层技术、E-涂层技术、氢化物涂层技术、微弧火花合金化,并展望了今后的发展趋势.  2003-11-00     

消失模铸造镁合金表面合金化工艺因素的研究

研究了Al粉粒度及真空度对AZ91D镁合金消失模铸造表面合金化过程的影响.研究结果表明,真空度为0.06MPa,AJ粉粒度为75μm时,表面合金化效果较好,合金化元素Al主要以第二相的形式均匀分布在合金化层中,合金化层深度达到300 μm.同时,对真空度影响表面合金化的机制做了初步探索,发现抽真空形成的负压能增加镁合金液的渗流动力,而且真空度存在一个处于0.02～0.04MPa的临界值.真空度过小,EPS泡沫裂解产物将无法完全排出合金涂料层,导致表面合金化层会出现夹层现象;真空度过高则会引起合金化层产生孔洞,使得合金化表层性能不均匀.     

变形镁合金表面改性的新技术

简述了对变形镁合金进行改性的必要性。对变形镁合金进行表面改性的方法包括激光熔敷、热喷涂、电化学方法、转化膜、液相/气相沉积、涂装和离子注入。对变形镁合金表面的热喷涂包括火焰喷涂和等离子喷涂;电化学方法包括微弧氧化和阳极氧化法;制备转化膜的方法包括化学镀、磷化和溶胶—凝胶法;离子注入包括高温金属离子注入和等离子体注入。指出应该加强对实际的变形镁合金构件的表面改性技术的开发,尤其是对试样研究较多的微弧氧化法、阳极氧化法和磷化。     

稀土镁合金表面激光TiB2合金化层的结构与性能

采用新型高性能TiB2陶瓷微粉体,以Al粉作为粘结相,通过Nd:YAG激光表面合金化工艺,对耐热、高强Mg-Gd系变形镁合金进行了表面激光合金化处理.利用SEM、XRD、TEM、显微硬度仪、摩擦磨损试验机和Zahner IM6ex型电化学工作站分别对不同TiB2含量合金化层的精细结构、物相、耐磨及耐蚀性能等进行了检测和分析.结果表明,合金化层中Al元素与镁合金基体中的Gd、Y等元素产生了原位反应,生成了高温硬质相Al2Gd和Al2Y等金属间化合物,且强化相TiB2未发生分解;原位合成的金属间化合物尺寸为100 nm左右,强化相TiB2粒度为200 nm左右,强化相与基体相容性良好,呈均匀分布,但分布特点和结构差异显著;合金化层整体显微硬度提高达4～6倍,且随着TiB2含量增多而增大;摩擦因数和磨损质量损失却表现出了相反的变化趋势;在一定配比范围内,激光表面合金化处理能有效改善镁合金的耐蚀性能.     

铸件表面合金化层性能研究

针对采用水玻璃、树脂等作为粘结剂进行铸件表面合金化时，合金层中容易产生气孔、夹渣缺陷的问题，研究了一种铸件表面合金化新工艺，即加入一种YB成型剂将合金粉末压制成块的方法进行表面合金化，在铸钢ZG65Mn本体表面得到高含Cr、W等元素的合金化层。结果表明，通过消失模铸造工艺，使用YB成型剂较好地消除了水玻璃等粘结剂造成的气孔、夹渣，合金化层和本体之间实现了冶金结合；合金化层具有较好的耐磨性和耐热性能，加入WC后耐磨性可达本体材料的4．82倍，抗氧化性能提高50％左右，且合金化粉末压块放置操作简便、可靠。     

镁合金的腐蚀与表面氧化技术进展

综述了镁及其合金的腐蚀原理和表面氧化技术的研究现状。通过比较各种氧化技术的优缺点,概述了镁合金腐蚀与防护研究目前存在的问题和发展前景。     

生物医用镁合金表面改性涂层研究进展

镁合金凭借其优异的生物安全性、良好的载荷传递性及独特的降解性,在医用植入领域表现出巨大的应用潜力和发展前景。然而镁合金在生理环境下的腐蚀溶解速率过快,导致材料力学性能衰减加速进而过早失效。表面改性作为镁合金耐蚀性能提升的重要途径,不仅能通过表层物理屏障的形成来减缓金属材料的溶解速率,还能抑制合金内部腐蚀电偶反应的强烈程度及调控其生物相容性。概述了典型表面改性工艺的技术优势,包括涂层在合金表面的多覆盖度、高膜层厚度、强附着力以及良好生物相容性等。同时归纳了几种表面改性工艺所存在的问题,包括较差的长期耐蚀性、低应力承受能力以及技术安全性等。在此基础上,重点综述了近年来镁合金表面改性涂层的最新研究动态,其中简要介绍了化学转化、微弧氧化、等离子喷涂等几种常见的表面改性涂层形成机制。系统阐述了涂层对镁合金降解过程和生物相容性的影响规律,以及部分元素或粒子对涂层微观结构以及生物性能的作用机理。最后展望了医用镁合金表面改性涂层的发展方向。     

Mg合金AZ91D在城市大气环境中的腐蚀行为

用扫描电镜、X射线衍射方法对Mg合金AZ91D在城市大气中的腐蚀层形貌,腐蚀产物进行了分析和研究。结果表明:腐蚀初期在材料表面生成一层Mg(OH)_2薄膜,随着腐蚀的不断进行,膜增厚并开裂,最终形成网状结构,在裂纹处水蒸气容易凝聚,腐蚀性气体及盐粒容易吸附,且裂纹或缝隙为氧的扩散提供了通道,造成Mg合金局部腐蚀严重,生成的腐蚀产物主要为Mg(OH)_2,Al(OH)_3,Mg_2CO_3(OH)_2·3H_2O和Mg_2(OH)_3Cl-4H_2O,这些微溶的腐蚀产物对基体起到了一定的保护作用,从而在后期降低了Mg合金的腐蚀速率。     

混合稀土对ZM5镁合金在介质中耐蚀性的影响

研究了添加0.1%的混合稀土对ZM5镁合金显微组织的影响,分析了ZM5和ZM5-0.1RE镁合金在不同介质中的腐蚀行为。结果表明:加入0.1%的混合稀土后ZM5镁合金组织细化,β相变得均匀、连续,且生成了块状分布的Al3Ce相和Al11La3相,降低了Al元素在晶粒内部的偏析,使得ZM5镁合金在pH=3的HCl溶液和pH=7的3.5%NaCl溶液中的耐蚀性得到提高。在pH=10的NaOH溶液中,ZM5镁合金腐蚀的热力学倾向降低,腐蚀轻微。     

压铸镁合金腐蚀行为研究进展

讨论了压铸镁合金的腐蚀类型,介质环境对腐蚀行为的影响和各种合金元素在镁合金腐蚀过程中起到的作用。认为对镁合金腐蚀行为和机理的认识仍不完全清楚,对接触腐蚀和应力腐蚀等多种腐蚀形式协同作用下腐蚀研究不够全面,这些领域是当前镁合金腐蚀研究亟待解决的问题。提出采用向合金中加入稀土等微量元素的方法,降低有害杂质的含量,改善合金的微观结构,开发新型抗腐蚀镁合金,是镁合金腐蚀防护研究的重要发展方向。     

在ZM5上预置Al-Y粉末激光合金化的研究

为了提高镁合金耐海水的腐蚀抗力，使用CO2激光对在ZM5上预置不同厚度的Al-Y粉末进行激光合金化。激光合金化后，对涂层的显微结构和显微硬度进行了研究。对所得样品进行浸泡腐蚀实验。结果表明，涂层的相组成为Mg17Al2、Al2Y、Al和Mg。当粉末预置厚度增加时，合金化层中的Al2Y比例增加，Mg17Al12比例随之减少。粉末预置厚度不同，得到的合金化层有三种不同的几何形状，合金化层几何形状在微观上同稀释率相对应。实验得到冶金结合的界面。由于快速凝固过程而获得细小的、白色的具有不同形状特征的含稀土相。涂层的硬度可达到250-325HV，而基材的硬度仅为80～100HV。同基材相比，激光处理后，涂层的耐蚀性得到显著提高。     

激光表面强化对镁合金在模拟体液中腐蚀行为的影响

目的通过对镁合金表面进行激光强化处理,改善医用AZ91D镁合金在模拟体液中的耐腐蚀性能。方法采用不同脉宽的Nd:YAG脉冲激光对医用AZ91D镁合金表面进行处理,激光能量密度分别为28、23、18 J/mm~2,对激光处理后镁合金强化层的组成、显微结构、厚度、元素分布以及耐腐蚀性能等进行测试和分析。结果 AZ91D经过激光强化处理后形成致密的强化层,强化层中相的组成与基材相的组成相同,均由α-Mg和β-Mg_(17)Al_(12)组成,强化层的厚度达到300μm。Mg和Mg_(17)Al_(12)的X射线衍射峰均向低角度偏移(约0.2°),且镁合金表面晶粒均得到细化,β相的大小从平均55.705μm减小到平均6.447μm。EDS分析表明,经过激光处理后,Mg的质量分数由82.88%减少为70.13%,Al的质量分数由16.28%增加为28.08%,且Al的分布更均匀。激光处理后,镁合金在模拟体液中的电化学测试结果表明,镁合金的腐蚀电位从原来的-1274mV增加到-1215 mV,腐蚀电流密度从8.920×10~(-5) A/cm~2减小为8.826×10~(-6) A/cm~2,同时,阻抗也从原来的1000Ω增加到60 000Ω,可知激光强化镁合金的耐腐蚀性能较原始镁合金的耐腐蚀性能均有一定程度的改善。结论医用AZ91D镁合金在不同脉宽的Nd:YAG脉冲激光处理后,表面晶粒得到了细化,强化层中富集Al,在模拟体液中的耐腐蚀性能得到改善。     

镁合金表面技术的研究近况

镁合金是一种很有发展前景、性能优良的环保型材料。介绍了现今国内外常用的提高镁合金耐蚀性的表面技术，并对镁合全的应用前景作了阐述。     

含铈AZ91D镁合金的显微组织与腐蚀行为

用盐雾试验、扫描电镜能谱仪、X射线衍射仪等,对加入不同Ce含量的含铈AZ91D镁合金的显微组织和盐雾腐蚀性能进行了分析.结果表明:当加入0.69%Ce时,可使合金铸态组织明显细化,且网状β相呈粒状弥散分布于晶界上,同时有大量针状物Al4Ce相出现;而加入0.93%Ce时,合金铸态组织有粗化趋势,且针状物长大成杆状.12 h腐蚀试验结果表明,加入0.26%Ce和0.93%Ce的合金,腐蚀速率先迅速增加而后又明显降低;而加入0.69%Ce的合金,腐蚀速率保持恒定.随着NaCl溶液浓度的增加,AZ91D合金的腐蚀速率增长较快;加入0.26%Ce后,合金腐蚀速率增长缓慢;加入0.69%Ce后,合金的腐蚀速率随浓度增加逐渐降低;加入0.93%Ce的合金在低浓度下的腐蚀速率略有升高,而在高浓度下的腐蚀速率迅速降低.合金的腐蚀形貌均表现为不均匀腐蚀,腐蚀产物主要由Mg(OH)2组成.含稀土合金的腐蚀产物中还有Al4Ce.稀土Ce提高AZ91D镁合金腐蚀性能的原因归结为Ce对组织的细化作用以及对Al元素偏析程度的降低.     

AZ31镁合金沉积类金刚石薄膜的表面形貌和腐蚀行为

为了改善镁合金的耐蚀性,扩展其应用范围,采用等离子全方位离子镀膜技术在AZ31镁合金表面沉积了含有Si-N和Si-O的2种类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)薄膜,研究了其表面形貌及其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,探究了DLC薄膜对AZ31镁合金腐蚀行为的影响。利用SEM和AFM观察了AZ31镁合金表面沉积DLC薄膜的表面形貌,采用电化学法测试表面沉积DLC薄膜的AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和开路电位,通过拉伸试验测试其在空气和3.5%NaCl溶液中的应力应变。结果表明:镁合金试样表面的DLC薄膜光滑致密,在3.5%NaCl溶液中表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金的极化行为与表面未沉积DLC薄膜AZ31镁合金相似,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金电位正向移动,耐蚀性提高;与表面未沉积DLC薄膜AZ31镁合金相比,在空气中,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金极限抗拉强度与其接近,延伸率略低;在3.5%NaCl溶液中,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金极限抗拉强度略有降低,延伸率略高。     

镁及其合金表面化学改性技术

主要对国内外镁及其合金的化学转化处理的现状进行综述，分析了其发展趋势。