AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Si合金涂层

用Nd:YAG脉冲激光器在镁合金AZ91D表面激光熔覆Al-Si合金,运用XRD、SEM、EDS等分析测试手段对合金层进行组织分析,并对合金层进行了显微硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能测试.研究表明激光熔覆Al-Si能够提高镁合金的硬度、耐磨性和耐腐蚀性.     

AZ91镁合金表面激光熔覆Al-Cu合金涂层的组织与性能

利用激光熔覆技术在AZ91镁合金表面制备Al-30%Cu(质量分数)合金涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度仪、电化学工作站表征分析激光熔覆试样的组织和性能。结果表明:激光熔覆层与基体呈现出良好的冶金结合,无明显的气孔裂纹等缺陷。其中,熔覆区出现大量的牙齿状、花瓣状和细颗粒状组织,结合区为典型的树枝晶组织。XRD结果表明:熔覆层主要由二元相Mg_(17)Al_(12)、AlMg、CuMg_2和三元相Al_2CuMg、Mg_(32)Al_(47)Cu_7组成。由于晶粒细化和新形成的金属间化合物的共同作用,合金熔覆层的显微硬度平均值(392.2HV)为AZ91镁合金基体硬度(约70HV)的5.6倍。熔覆层的腐蚀电位比基体的提高179.2 mV,腐蚀电流密度较基体的降低两个数量级,耐蚀性得到较大的改善。     

汽车发动机用AZ91合金等离子熔覆表面改性层及性能

对汽车发动机用AZ91合金进行了等离子熔覆表面改性处理,对比分析了Al-Si涂层和Al-Si+Y涂层的显微组织和物相组成,并对改性层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能进行了比较。结果表明:Al-Si熔覆层主要含有α-Mg、Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si和Al_3Mg_2相,Al-Si+Y熔覆层主要含有α-Mg、Mg_(17)Al_(12)、Al_3Mg_2、Mg_2Si和Al_2Y相;Al-Si和Al-Si+Y涂层的硬度都高于AZ91合金基体,Y元素的加入形成了细晶强化和弥散强化使得Al-Si+Y涂层具有较高的硬度;汽车发动机表面的耐磨性能从高至低依次为:Al-Si+Y涂层Al-Si涂层AZ91合金基材;等离子熔覆改性处理后的发动机缸体的耐腐蚀性能有所提高,其中Al-Si+Y涂层的耐腐蚀性能最好。     

汽车发动机缸体用AZ91合金的表面改性与耐磨耐蚀性能

对汽车发动机缸体用AZ91合金表面进行了等离子熔覆改性处理,对比分析了AZ91合金基体、TiB2-Al2O3和三种不同比例的Al:(TiB2-Al2O3)改性层的显微组织和物相组成,并对改性层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,随着距离改性层表面距离的增加,显微硬度整体呈逐渐降低的趋势,不同配比的改性层的显微硬度都高于AZ91合金基体(98 HV0.1),TiB2-Al2O3改性层的显微硬度最高,随着熔覆材料中Al含量的增加,改性层显微硬度呈现逐渐降低的趋势;经过等离子熔覆TiB2-Al2O3和Al:(TiB2-Al2O3) 改性处理后的发动机缸体的耐磨性与耐腐蚀性均有所提高,其中Al:(TiB2-Al2O3)=1:2改性层的耐磨性及耐腐蚀性能最好。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-TiC涂层组织和性能的研究

目的研究Al-TiC涂层组织和性能的特性,以提高镁合金涂层的硬度和耐蚀性能。方法采用Nd:YAG固体激光器,在AZ91D镁合金表面通过激光熔覆制备Al-TiC涂层,采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、电化学工作站,对熔覆层的组织形貌、物相结构、显微硬度和耐蚀性能进行测定和分析。结果 Al-TiC涂层的主要组成相有AlTi_3(C,N)_(0.6),Al_3Mg_2,Mg_2Al_3,Al和TiC等。激光熔覆层的厚度约为0.35 mm,表面成型良好,结合层晶粒细小,熔覆层与镁合金基体之间结合良好,呈大波浪形。熔覆层试样的平均显微硬度为224HV,约为基体显微硬度(62HV)的4倍,由此表明熔覆层对镁合金硬度有明显的增强作用。镁合金基体的自腐蚀电位为-1.475 V,自腐蚀电流密度为7.556×10~(–5) A/cm~2,熔覆层试样的自腐蚀电位为-1.138V,自腐蚀电流密度为4.828×10~(–5) A/cm~2,与镁合金基体相比,熔覆层的腐蚀电位值增加,腐蚀电流密度值变小,熔覆层的耐蚀性能得到提高。结论采用激光熔覆技术,能够在AZ91D镁合金基体表面制备Al-TiC涂层,由于硬质相AlTi_3(C,N)_(0.6),Al_3Mg_2,Mg_2Al_3,TiC等的存在,熔覆层的显微硬度和耐蚀性能显著提高。     

汽车发动机用AZ91合金表面喷涂与性能研究

采用等离子喷涂和激光重熔法在汽车发动机用AZ91合金表面制备了不同涂层,对比研究了涂层表面和横截面形貌、物相组成、显微硬度和电化学性能。结果表明,等离子喷涂层物相为:γ-Ni、FeNi_3、Ni_3B、WC、W_2C和Cr_7B_3,激光重熔层物相为γ-Ni、CrB、Ni_4B_3、WC、Cr_(23_B6和Cr_2B_3;显微硬度由高到低依次为:激光重熔层等离子喷涂层Ni/Al过渡层AZ91合金基材;等离子喷涂层和激光重熔层的耐腐蚀性能均高于AZ91合金基材,且激光重熔层的耐腐蚀性高于等离子喷涂层。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al60Si40涂层研究

采用预置涂层法,通过5kW横流C02激光器在AZ91D镁合金表面激光熔覆A160Si40合金粉末,以达到改善镁合金表面性能的目的。利用扫描电镜（SEM）和x射线衍射仪（XRD）分析熔覆层的微观组织,利用显微硬度计测量熔覆层深度方向上的显微硬度,利用MM-200摩擦磨损实验机测试熔覆层的耐磨性能。研究表明：表面激光熔覆层的组织呈现亚共晶组织特点,主要由α-Mg,β—Mg17Al12和Mg2Si组成;熔覆层的最高显微硬度（270HV）是基体（90HV）的3倍,其耐磨性也明显提高。     

AZ91D镁合金表面等离子熔覆NiAl/TiC复合涂层

采用等离子熔覆技术在AZ91D镁合金表面熔覆了NiAl/Ti+C复合粉末,制备出原位合成TiC增强的NiAl金属间化合物基复合涂层.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)研究了复合涂层的物相和组织,对复合涂层的显微硬度和耐蚀性进行了测定.结果表明:复合涂层主要由NiAl金属间化合物和分布其上的块状TiC陶瓷相组成;在金属间化合物和陶瓷相的作用下,熔覆层具有高的硬度和耐蚀性能.     

AZ91表面熔滴涂覆Al涂层的研究

采用熔滴涂覆法,在AZ91表面制备了与基体冶金结合、且与涂覆原料性能相近的Al涂层。分析了涂覆界面附近区域的显微组织形貌、相结构及化学成分,并对显微硬度和耐蚀性进行了测试。结果表明,在熔滴涂覆过程中,Mg和Al元素发生了一定程度的扩散,但富Mg液相和富Al液相混溶的过程被限制在一个薄层区域内进行,所得Al涂层的化学成分、显微硬度及耐蚀性均与涂覆原料相近。这个结果说明,通过熔滴涂覆技术,可以制备成分可控的涂层,为利用现有耐蚀耐磨材料进行镁合金的表面防护提供了可能性。     

汽车发动机用AZ91D合金的表面喷涂与性能

采用热喷涂工艺在压铸态AZ91D合金表面制备了Al涂层,研究了热处理温度和保温时间对AZ91/Al涂层界面组织形貌的影响,并对比分析了扩散层的耐腐蚀性能和耐磨性能。结果表明,热处理前Al涂层与基材为机械结合,热处理后Al涂层与AZ91合金基材的界面处可形成冶金结合扩散层,且随着保温时间延长,扩散层厚度不断增加;热处理温度在375 ℃以下时扩散层主要由β-Mg₁₇Al₁₂相构成,375 ℃×8 h热处理后为α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂相,425 ℃×1 h热处理后为γ-Mg₂Al₃和β-Mg₁₇Al₁₂相。AZ91合金基材和扩散层腐蚀电位从高至低顺序为γ>β>α+β>AZ91合金基材,扩散层的腐蚀电流密度均低于AZ91合金基材,阻抗谱图中容抗弧半径从大至小顺序为γ>β>α+β>AZ91合金基材,扩散层的耐腐蚀性能均优于AZ91合金基材;γ、β和α+β扩散层的摩擦稳定性系数都高于AZ91合金基材,而磨损速率和磨痕宽度都要小于AZ91合金基材,其中β扩散层的磨损速率和磨痕宽度最小,具有最佳的抵抗磨损的能力。     

AZ91D 镁合金表面激光熔覆 Al-Cu 合金的温度场模拟与验证

目的确定AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Cu合金的最佳工艺参数。方法利用有限元软件ANSYS建立移动高斯热源作用下的温度场三维模型,对不同参数下激光熔覆过程中的温度场进行动态模拟,确定工艺参数。结果熔池中心的温度随着激光功率的增大而增大,随着热源移动速度和光斑直径的增大而减小。温度过高时,熔覆层下塌且内部出现裂纹;温度过低时,熔覆层上有大量的金属颗粒且内部含有夹杂物。结论当功率为240 W、扫描速度为2.5 mm/s、光斑直径为0.6 mm时,熔池中心的温度约为1100℃,熔覆层与基体接触面的温度约为700℃。在此参数下得到了表面成形光滑且与基体结合紧密的致密熔覆层。     

铝合金表面激光熔覆Al-Y-Ni合金涂层的组织与性能研究

通过对铝合金表面激光熔覆的工艺和材料配方的研究,在铝合金表面上制备了具有良好冶金结合的Al-Y-Ni合金层.应用扫描电镜、XRD衍射和显微硬度计分析了熔覆层组织和性能.结果表明,熔覆层内成分和硬度分布较为均匀,物相组成以Al、Al2Ni6Y3和Al3Ni2相为主.     

铝合金表面激光熔覆Al-Y-Ni合金涂层的组织与性能研究

通过对铝合金表面激光熔覆的工艺和材料配方的研究,在铝合金表面上制备了具有良好冶金结合的Al-Y-Ni合金层.应用扫描电镜、XRD衍射和显微硬度计分析了熔覆层组织和性能.结果表明,熔覆层内成分和硬度分布较为均匀,物相组成以Al、Al2Ni6Y3和Al3Ni2相为主.     

汽车发动机用AZ91D合金的表面改性设计与性能研究

对汽车发动机用AZ91D合金进行等离子喷涂和激光重熔改性处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、显微硬度计、电化学工作站研究了AZ91D合金基材和涂层的显微形貌、物相组成、摩擦磨损和耐腐蚀性能。结果表明,等离子喷涂涂层和激光重熔层的显微硬度相较于AZ91D合金基材有明显提高,提高幅度约为10倍和13倍,而过渡层的显微硬度介于基材和涂层之间;相同载荷下等离子涂层的摩擦系数要高于激光重熔层,AZ91D合金基材的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,等离子喷涂涂层和激光重熔层的磨损机制为轻微磨粒磨损;等离子喷涂涂层和激光重熔涂层的耐腐蚀性能都要远优于AZ91D合金基材,由于具有致密均匀的涂层结构,激光重熔层具有最小的腐蚀倾向和腐蚀速率,耐腐蚀性能最好。     

AZ91合金表面激光冲击强化与性能研究

通过对汽车发动机用AZ91合金进行表面激光冲击强化处理,对比分析了不同激光冲击能量下的表面改性层的显微组织、硬度和耐腐蚀性能。结果表明,经过表面激光冲击强化后,AZ91合金表层均形成了一定厚度的强化层,且冲击能量为6J时的表面强化层更厚;随着距离表面距离的增加,冲击能量为4J和6J的冲击强化层的显微硬度呈现逐渐降低的趋势,且在距离表面1.8mm内均高于AZ91合金基材;表面激光冲击强化层的耐腐蚀性能均高于预固溶态,且冲击激光能为6J的强化层耐腐蚀性能最佳。     

AZ91镁合金表面复合涂层的组织与性能研究

采用火焰喷涂和等离子喷涂相结合的方法,在AZ91镁合金表面制备复合CoCrAlY-Al2O3/TiO2涂层,研究了复合涂层的微观形貌、结合强度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明,复合喷涂CoCrAlY-Al2O3/TiO2涂层后,AZ91镁合金的耐磨性和耐腐蚀性能得到明显提高。     

激光熔覆AlCrCoMnNiFe合金涂层及性能研究

采用预置粉末法在45钢表面激光熔覆制备AlCrCoMnNiFe涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,对涂层的组织、合金元素分布及物相组成进行分析。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站测试涂层硬度、耐磨性以及耐蚀性。结果表明,涂层表面成型质量较好,组织均匀致密,存在等轴晶和柱状晶两种形态,主要由γ、Al_(5.5)Cr_(1.9)Fe_(2.55)、(Ni,Co)_3Al_4、(Al,Fe)_4Cr和AlMnCo_2相组成。涂层的硬度最高可达780 HV0.2,硬度和耐磨性比基体提高2倍多。涂层的自腐蚀电位较基体提高3倍,自腐蚀电流密度较基体小,涂层耐蚀能力提高明显。     

Ti811合金表面激光熔覆涂层微观组织及性能研究

目的研究Ti811合金表面激光熔覆涂层的微观组织及磨损性能。方法利用激光熔覆技术,在Ti811合金表面激光熔覆原位合成了Ti C+Ti B2增强镍基复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、显微硬度计和摩擦磨损试验机,系统地研究了熔覆层的物相组成、显微组织、显微硬度及摩擦磨损性能,并利用二维点阵错配度理论对Ti C的细化机理进行分析。结果激光熔覆涂层与基体呈良好的冶金结合,熔覆层生成物相主要由Ti C、Ti B2、Ti2Ni和γ-Ni组成,其中Ti C呈等轴枝晶状和花瓣状,Y2O3的(111)面与Ti C的(110)面之间的二维点阵错配度为6.813%,Y2O3作为Ti C的非均质形核核心为中等有效。熔覆层的平均显微硬度为913.93HV0.5,约为基体Ti811硬度的2.4倍。熔覆层摩擦系数稳定在0.45～0.52之间,磨损机理主要为粘着磨损与磨粒磨损。结论采用激光熔覆技术能够在Ti811合金表面成功制备Ni基复合增强涂层。熔覆层中Y2O3颗粒具有细晶强化、弥散强化、增加形核率的作用,熔覆层具有较高的显微硬度与良好的耐磨损性能。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆 Al-Ti-Ni/C涂层的电化学腐蚀行为

以Al、Ti和Ni/C混合粉末为原料,在AZ91D镁合金表面激光熔覆制备Al_3Ti增强Al基复合涂层,并与基体和Al涂层进行对比。采用扫描电镜、X射线衍射仪对涂层的组织形貌和相组成进行分析,利用显微硬度计、电化学工作站对涂层硬度和耐腐蚀性进行测定。结果表明:Al涂层由Al_3Mg_2和Al_(12)Mg_(17)相组成,添加10%(Ti+Ni/C)涂层中还原位自生了增强相Al_3Ti。与基体相比,涂层的硬度显著提高,耐腐蚀性有了明显改善。而与Al涂层相比,添加10%(Ti+Ni/C)涂层的平均硬度提高了41%,自腐蚀电位增加了167 mV,自腐蚀电流密度略有下降,耐腐蚀性得到进一步提高。EIS测试结果显示,添加10%(Ti+Ni/C)涂层的Rc、Rct值均高于Al涂层和基体,证实了添加10%(Ti+Ni/C)涂层具有最好的耐腐蚀性。     

AZ91D镁合金表面聚氨酯涂层耐腐蚀性能

利用附着力及铅笔硬度测试、浸泡试验、盐雾试验、电化学试验等方法对AZ91D镁合金表面的聚氨酯涂层及环氧聚氨酯涂层形貌和性能进行了研究,并对两种涂层的腐蚀保护效果及机理进行了探讨。结果表明,这两种涂层都能显著提高镁合金的耐腐蚀性能,与基材附着良好且硬度高。与聚氨酯涂层PU相比,环氧聚氨酯涂层ER/PU的耐腐蚀效果更好。