铝合金表面激光熔覆SiC颗粒增强表层金属基复合材料的组织及空泡腐蚀性能

利用2kW连续Nd:YAG激光器在AA6061铝合金表面激光熔覆SiC陶瓷粉末，通过激光融化处理可在铝合金表面制备出表面金属基复合材料（MMC）改性层。利用扫描电子显微镜（SEM/EDX），X-射线衍射（XRD）仪等分析检测设备对改性层的组织形貌、结构及化学成分进行分析，利用显微硬度计、恒电位仪及超声波感应空泡腐蚀设备对MMC改性层的电化学腐蚀性能及空泡腐蚀性能进行了分析，并总结出其空泡腐蚀机制。     

合金激光表面改性的研究进展

介绍了激光表面改性的方法,综述了几种表面激光改性的研究现状.激光表面改性方法主要包括激光表面合金化、激光表面熔凝、激光熔覆、激光冲击硬化及激光诱导沉积技术,利用激光表面处理技术可改善合金表面耐磨和耐蚀等性能.     

聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料导热性能的研究

使用硅烷偶联剂KH570对孔隙率不同的泡沫铝合金进行表面改性后,通过注塑成型法制备了聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料。采用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和导热系数测试仪分别研究了改性后的泡沫铝合金的表面的红外结构、复合材料的界面结合问题以及所制备复合材料的导热性能。结果表明,硅烷偶联剂KH570成功接枝到了泡沫铝合金的表面;泡沫铝合金与聚甲醛两相界面结合良好;泡沫铝合金的充填提高了复合材料的导热性能。当泡沫铝合金孔隙率为60.48%~75.41%时,聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料的导热系数随孔隙率(λ)的增大而降低,其导热系数在10.2945~17.6471 W/(m·K)之间。     

铝合金表面微波等离子体类聚乙二醇涂层的亲水性研究

通过对铝合金低温微波等离子体表面改性,增强其亲水性,减少铝离子扩散,降低生物学毒性,可提高铝合金的生物相容性.采用三乙二醇二甲醚有机试剂,于电子回旋共振低温微波等离子体条件下,在铝合金表面进行沉积对其改性,对所得涂层用X射线光电子能谱、衰减全反射红外光谱和水接触角进行分析表征,以判断表面沉积物的组成及亲水性变化,评价低温微波等离子体处理对提高铝合金亲水性的机理及作用.结果表明,铝合金经三乙二醇二甲醚低温微波等离子体改性后,表面得到一层均匀、致密的涂层,其化学组成为类聚乙二醇结构,表面主要聚集有大量的碳氢和碳氧极性键;与改性前相比,等离子体涂装的铝合金表面接触角大大下降.低温微波等离子体表面改性能显著提高铝合金表面的亲水性.     

8-羟基喹啉对提高LY12铝合金钒/锆转化膜耐蚀性的作用

为了提高LY12铝合金表面钒/锆转化膜的耐蚀性,采用单因素试验对钒/锆转化膜进行8-羟基喹啉耐蚀改性研究。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了改性后转化膜的形貌及成分,采用中性盐雾(NSS)和电化学测试研究了其耐蚀性能。结果表明:采用0.1 g/L8-羟基喹啉,4.0 g/L偏钒酸钠,2.5 g/L氟锆酸钾为转化液,在p H值为4.0,温度70℃下转化35 min,LY12铝合金表面便形成了钒、锆氧化物及8-羟基喹啉薄层转化膜,使得铝合金腐蚀电位较改性前正移了41 m V,腐蚀电流密度减小了79.7%,盐雾时间由改性前的24 h增加至改性后的72 h,其耐蚀性能大幅度提高。     

脉冲紫外激光改性对聚碳酸酯表面润湿性能的影响

355nm脉冲(100kHz)紫外激光刻蚀改性的功率密度对聚碳酸酯(PC)材料表面润湿性能的影响存在规律性:当激光功率密度小于0.27×108W/cm2时,可得到亲水性的PC表面;当激光功率密度在1.15×108～10.19×108W/cm2之间时,可得到疏水性的表面。用扫描电镜技术(SEM)和X射线光电子能谱技术(XPS),详细探讨了紫外激光刻蚀改性对PC表面润湿性能的影响机理。当激光功率密度大于1.15×108W/cm2时,尽管改性后PC表面的含氧极性基团有所增加,但由于"V"字形沟槽结构的存在,使其表面仍然呈现疏水性。探讨了用Cassie模型解释在一定的激光功率密度刻蚀改性条件下,PC材料表面的水接触角和润湿性能变化的可行性。     

H13热作模具钢激光表面改性处理技术

介绍了H13热作模具钢的激光表面改性处理技术,分析了激光相变硬化、激光表面熔凝、激光合金化、激光冲击硬化等表面处理的特点及应用,研究了表面激光处理工艺的影响因素,以及激光在模具表面处理中的应用.讨论了表面激光改性处理存在的问题,提出了该领域的研究方向.     

纳米碳酸钙湿法表面改性的研究

利用季铵型阳离子表面活性剂对纳米碳酸钙进行了湿法表面改性。对湿法改性前后的纳米碳酸钙进行了红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)分析。采用Zeta电位、分散体系浊度、沉降体积、表观粘度等分析方法对改性前后纳米碳酸钙在水中的界面行为进行评价。另外,通过激光粒度仪对改性前后纳米碳酸钙分散液的粒度分布进行了测定。实验结果表明,经湿法表面改性后,纳米碳酸钙在水中的润湿性及分散性有很大改善。     

镁合金表面耐磨涂层研究进展

镁及其合金具有优异的物理及机械性能,从而在许多领域得到应用.但其不耐磨性限制了镁合金在汽车和航空工业中的应用.最简单且有效的解决办法是在镁合金表面施加耐磨涂层.综述了几种新的表面耐磨涂层技术,即激光表面改性涂层(激光表面重熔/激光表面合金化/激光表面熔敷)、表面纳米陶瓷涂层和微弧氧化陶瓷基涂层,并分析了它们的研究和应用前景.     

稀土渗碳对GCr15钢激光熔凝层摩擦行为的作用

为了提高在航空航天和民用等领域中广泛使用的GCr15钢的表面强度及耐磨性能,采用激光熔凝方法对GCr15钢表面稀土渗碳层进行改性处理,研究了稀土渗碳对激光熔凝改性层摩擦系数及磨损量的影响.结果表明:稀土渗碳使GCr15钢表面激光熔凝改性层的摩擦系数有所下降且在整个摩擦过程中波动较小,磨损失重为未经改性处理的基体材料失重的14%(质量分数);随着摩擦时滑动距离的增加及载荷的加大,稀土渗碳激光熔凝改性处理降低磨损失重的作用也显著增大;稀土渗碳层的磨损形式为犁沟磨损,而稀土渗碳激光熔凝处理的改性层则属于局部擦伤型;稀土渗碳在钢表面激光熔凝处理中的作用主要表现为细化晶粒、微合金化、净化和改善组织致密性.     

A review of selective laser melting of aluminum alloys: Processing,microstructure, property and developing trends

Selective laser melting (SLM) is an attractive rapid prototyping technology for the fabrication of metallic components with complex structure and high performance. Aluminum alloy, one of the most pervasive structural materials, is well known for high specific strength and good corrosion resistance. But the poor laser formability of aluminum alloy restricts its application. There are problems such as limited processable materials, immature process conditions and metallurgical defects on SLM processing aluminum alloys. Some efforts have been made to solve the above problems. This paper discusses the current research status both related to the scientific understanding and technology applications. The paper begins with a brief introduction of basic concepts of aluminum alloys and technology characterization of laser selective melting. In addition, solidification theory of SLM process and formation mechanism of metallurgical defects are discussed. Then, the current research status of microstructure, properties and heat treatment of SLM processing aluminum alloys is systematically reviewed respectively. Lastly, a future outlook is given at the end of this review paper.     

高能束技术在镁合金表面改性中的应用

针对如何提高镁合金强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等综合性能这一热点问题,系统地介绍了激光束、电子束、离子束3种高能束表面改性技术的原理、方法以及在镁合金表面改性中的应用进展,总结了各工艺方法的优缺点,展望了高能束技术在镁合金表面改性中的发展前景。     

6000系汽车车用铝合金的研究应用进展

综述了6000系铝合金的性能特点以及国内外的研究应用现状,指出了6000系铝合金的发展方向和未来的研究重点,说明了该系铝合金在汽车上具有广泛的应用空间,为汽车用铝合金材料的研究者和汽车的设计者提供了新思路.     

Research and Progress in Laser Welding of Wrought Aluminum Alloys. II. Metallurgical Microstructures, Defects, and Mechanical Properties

With the wide application of aluminum alloys in automotive, aerospace, and other industries, laser welding has become a critical joining technique for aluminum alloys. In this review, the research and progress in laser welding of wrought aluminum alloys are critically discussed from different perspectives. The primary objective of the review is to understand the influence of welding processes on joint quality and to build up the science base of laser welding for the reliable production of aluminum alloy joints. Two main types of industrial lasers, carbon dioxide (CO₂), and neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd:YAG), are currently applied but special attention is paid to Nd:YAG laser welding of 5000 and 6000 series alloys in the keyhole (deep penetration) mode. In the preceding article of this review (part I), the laser welding processing parameters, including the laser-, process-, and material-related variables and their effects on welding quality, have been examined. In this part of the review, the metallurgical microstructures and main defects encountered in laser welding of aluminum alloys such as porosity, cracking, oxide inclusions, and loss of alloying elements are discussed from the point of view of mechanism of their formation, main influencing factors, and remedy measures. The main mechanical properties such as hardness, tensile and fatigue strength, and formability are also evaluated.     

医用钴合金表面改性技术的研究进展

钴合金具有优异的生物力学特性、耐磨损性能和耐腐蚀性能,在医学植入领域有着广阔的应用前景,其表面改性技术已成为医用金属材料的研究热点和重点。本文简述了钴合金材料表面改性技术的优势,包括钴合金材料的生物力学特性、耐磨性能、耐腐蚀性能等。同时归纳了钴合金材料因人体体液腐蚀和摩擦磨损会释放出Co、Cr等金属离子而导致生物致敏等问题。在上述基础上,重点综述了近年来钴合金表面改性技术的研究进展,包括离子注入技术、选区激光熔化技术、真空沉积技术。其中,离子注入技术主要包括氮离子注入、钇离子注入、镧离子注入和钛镍离子注入等;选区激光熔化技术主要包括粉层厚度、激光功率、组分含量、扫描方式和扫描速度等;真空沉积技术主要包括物理气相沉积和化学气相沉积。针对不同钴合金表面改性技术,分别从钴合金材料的生物力学特性、耐磨性、耐腐蚀性和生物相容性等方面进行了归纳分析。最后分析了钴合金表面改性的发展趋势,认为钴合金表面改性技术应朝着高生物相容性、无金属离子释放、生物功能化、高耐腐蚀性和高耐磨性的方向发展。     

激光选区熔化成形高强铝合金晶粒细化抑制裂纹研究现状EI北大核心CSCD

高强铝合金(2×××,7×××等)因具有比强度高、加工性好等优点而被航空航天、汽车等领域广泛应用。随着大推重比飞行器设计及汽车轻量化技术的发展,轻质结构材料的需求日益增加,同时零部件也面临着“薄壁化、中空化、复合化”的发展趋势,高强铝合金的传统加工方法越来越难以满足要求。近年来,激光选区熔化成形(selective laser melting,SLM)作为一种常见的金属增材制造技术(additive manufacturing,AM)在复杂零部件成形领域受到关注,有望成为进一步拓宽高强铝合金应用领域的新兴技术。然而,SLM成形高强铝合金因易产生周期性热裂纹和粗大柱状晶不良组织等问题而发展缓慢,晶粒细化是克服增材制造高强铝合金这一固有热裂问题的关键所在。本文综述了近年来SLM成形高强铝合金显微组织和力学性能调控等方面的研究进展,归纳了不同体系合金的力学性能,重点阐述了抑制SLM成形高强铝合金中热裂纹形成的主要策略,包括SLM工艺参数优化以及通过微合金化或添加纳米颗粒细化晶粒等方法。指出当前研究存在的主要问题是合金成分的改变对材料综合性能以及热处理制度的影响规律尚不清晰等,并展望了未来的发展趋势,如SLM成形新型高强铝合金成分设计与综合性能评价、利用后处理工艺等手段进一步提升合金综合性能以及专用晶粒细化剂的设计与细化机制探究等。     

粉末钛合金的表面强化技术

低硬度和低耐磨性限制了钛合金尤其是粉末钛合金的实际应用.表面强化技术是提高粉末铁合金表面性能的有效手段之一.综述了近年来为提高钛合金表面硬度和耐磨性而采用的典型的表面强化技术,如激光表面改性、激光熔覆涂层、微孤氧化、离子注入、双层辉光离子渗和高频感应处理等.讨论了每种工艺方法的特点及其所获得表面强化层的结构和性能.最近,乌克兰国家科学院提出氮环境下钛合全的淬水技术,为钛合金表面强化提出了一个新的发展方向.     

铝合金表面特性对其胶接性能影响的研究进展

不同的表面处理方法会导致铝合金表面的表面理化特性发生改变,从而对铝合金板材与胶黏剂的界面结合强度以及胶接接头的耐腐蚀性能有很大的影响。本文从铝合金表面粗糙度、微观织构、表面氧化层和涂层化学特性等方面入手,对铝合金胶接接头的界面强度和耐腐蚀性能影响的研究现状进行了综述。探讨了铝合金胶接研究发展趋势,并认为铝合金表面理化特性的参数化表征以及表面特性与胶接性能的关系模型建立等方面是今后研究的重要方向。     

A review: Hot topics on magnesium technology in China

Magnesium alloys have wide applications in automobiles, aerospace and so on due to many advantages, while a number of undesirable properties including poor corrosion resistance, inferior creep resistance and bad plastic processing ability have hindered their applications. Creep-resistant magnesium alloy design, plastic processing of magnesium alloys and rapid solidification processing of magnesium alloys have become the hot topics in magnesium technology. Other than these, surface modification as well as laser beam welding are also involved. The research progress and development in magnesium technology in China are reviewed in the paper.