汽车发动机用AZ91合金的激光表面改性处理

采用预置式两步激光熔覆的方法在汽车发动机用AZ91合金表面进行了等离子喷涂+激光熔覆改性处理,通过金相、扫描电镜、XRD、硬度和极化曲线等测试手段,研究了激光熔覆Al-Si层的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明,激光熔覆层主要由α-Al和（α-Al+β-Si）共晶组织组成;激光熔覆层的显微硬度要高于等离子喷涂层,且两种涂层的显微硬度都要高于基体合金;改性层和基体合金的耐腐蚀性能从高至低依次为：激光熔覆层>等离子喷涂层>AZ91合金。     

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。     

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.     

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。     

AZ91合金的喷涂防护与性能研究

在AZ91合金基体上制备了纯Al_2O_3涂层和Al_2O_3-13wt.%TiO_2(简称AT13)复合涂层,研究了两种涂层的显微形貌、涂层厚度、物相组成、显微硬度和结合强度,并分析了等离子喷涂的作用机理。结果表明,Al_2O_3涂层和AT13涂层中的陶瓷涂层、中间Ni/Al粘结层和AZ91合金基材之间实现了机械冶金结合;Al_2O_3涂层主要由亚稳态的γ-Al_2O_3和少量的稳态α-Al_2O_3组成;AT13涂层的主要物相为Al_2O_3、TiO_2和Al_2TiO_5;无论是Al_2O_3+Ni/Al喷涂涂层还是AT13+Ni/Al喷涂涂层,其工作涂层和粘结层的显微硬度都要明显高于汽车发动机用AZ91合金基材;Al_2O_3+Ni/Al涂层的结合强度为15.49 MPa,而AT13+Ni/Al涂层的结合强度为20.46 MPa,且前者的断口特征为粘结层破断,而后者的断口特征为涂层层间破断。     

汽车用AZ31镁合金激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

通过激光熔覆Al-Si涂层的方法对AZ31镁合金表面进行了改性,研究了熔覆层的物相组成、显微组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。结果表明,熔覆层主要由Mg₂Si、Mg₁₇Al₁₂、Al₃Mg₂、Al₂Mg相组成,与基体呈冶金结合,硬度最高达到152 HV;耐磨性和耐腐蚀性较好,磨损失重及腐蚀速率分别为基体的1.75倍和1.88倍。     

15CrMo钢表面熔覆Ni-Cr-B-Si合金层的组织及性能

采用火焰喷涂的方法在15CrMo钢表面预置一层约0.4 mm厚的Ni-Cr-B-Si合金层,然后利用微束等离子弧作为热源进行重熔.通过试验深入分析了熔覆层与基材的结合界面、显微组织及成分分布情况,测试了熔覆层的显微硬度、耐磨性及抗腐蚀性等,并与基材进行了对比.结果表明,通过火焰喷涂+微束等离子弧重熔方法相结合制备的Ni-Cr-B-Si熔覆层,组织致密,界面清晰,成分过渡平缓,与基体达到良好的冶金结合;在优化工艺参数下熔覆层表面形成大量的等轴晶;由基材到熔覆层显微硬度呈阶梯分布,与基材220 HV0.025相比,熔覆层显微硬度提高到500～750 HV0.025,耐磨性也得到显著提高;电化学试验结果表明,在3.5%的NaCl腐蚀溶液中经微束等离子弧熔覆的镍基合金涂层的耐蚀性明显高于基材.     

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。     

Ti掺杂对Cr-Fe合金粉激光熔覆层组织与性能的影响

采用CO2激光加工机,在Q235钢基体表面预涂覆加入不同Ti含量(1%~4%)的高碳Cr-Fe合金粉,制备熔覆涂层。采用OM、XRD及硬度测试、耐磨测试、腐蚀性能测试等手段,研究了Ti掺杂对涂层组织性能的影响。结果表明,加入Ti减小了熔覆涂层初生碳化物尺寸,使组织均匀细化,物相为α-Fe、CrFe、(Cr,Fe)7C3、Cr7C3、TiC和Cr23C6。当加入Ti量为2%时,涂层表面平均硬度达到最高917.8 HV0.2,磨损率为0.491 mg·mm-2,自腐蚀电流密度最小,为517.6μA·cm-2。     

汽车发动机用AZ91镁合金的腐蚀行为

采用腐蚀失重试验、极化曲线法和扫描电镜研究了AZ91镁合金在不同成分的汽车发动机冷却液中的腐蚀速率,Tafel曲线和腐蚀形貌,分析了不同发动机冷却液对镁合金耐腐蚀性能的影响。结果表明,组分为55%乙二醇+无机盐添加剂+有机羧酸的冷却液抑制AZ91镁合金腐蚀的效果最佳。     

Broad-beam laser cladding of Al-Si alloy coating on AZ91HP magnesium alloy

In the present study, an attempt was made to improve the wear resistance and the corrosion resistance of AZ91HP magnesium alloy by laser cladding Al-Si eutectic alloy. The results showed that the clad layer mainly consisted of Mg₂Si, Mg₁₇Al₁₂ and Mg₂Al₃ phases. The microstructure of the bonding zone changed from columnar grains to equiaxial grains along the direction of heat-flow. The heat-affected zone consisted of α-Mg and α-Mg + β-Mg₁₇Al₁₂ eutectic. The formation of multiple Mg intermetallic compounds allowed the clad layer to exhibit higher hardness, better wear resistance and corrosion resistance.     

铁基合金+WC激光熔覆层的显微组织与性能

在Q235钢和QT-600球铁表面激光熔覆铁基合金+WC粉末.利用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了熔覆层的微观组织,测试了熔覆层硬度和磨损性能.结果表明,Q235钢表面熔覆层组织较细,熔覆层与基体结合界面波形不明显,且出现白亮层.QT-600球铁表面熔覆层组织粗大,界面波形较大,基体混入多,无白亮层,硬度、耐磨性相对较低.分析认为,组织与性能的不同是由于Q235钢熔点较高,熔化量少,且熔池冷速快,组织细化.QT-600球铁表面熔覆层组织不均匀,其中等轴品的耐磨性高于柱状晶,原因在于较细的等轴晶晶界较多,增大了滑动阻力.     

EA4T钢表面激光熔覆Fe314合金熔覆层的微观组织及性能

在EA4T钢表面激光熔覆Fe314合金熔覆层,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)及显微硬度仪研究熔覆层微观组织及物相结构,并分析熔覆试样的力学性能。结果表明,Fe314合金熔覆层成型良好,无缺陷。熔覆层底部组织由平面晶与平面晶上方垂直于界面生长的粗大树枝晶组成,中部与上部组织以交叉树枝晶为主。熔覆层主要由奥氏体枝晶与枝晶间的(Cr、Fe)7C3相组成。熔覆层的显微硬度值高于基体,熔覆试样抗拉强度升高,但塑性韧性降低。冲击试样断口熔覆层为宏观上解理断裂,微观上局部准解理断裂的混合断裂机制,基体为宏观上小孔聚集型断裂,微观上准解理断裂的韧性断裂机制。     

Microstructure and properties of oxalate conversion coating on AZ91D magnesium alloy

The oxalate coating formed on AZ91D magnesium alloy by chemical conversion treatment methods in oxalate salt solutions was investigated. The surface morphologies and chemical composition of coating were examined using scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive analysis of X-ray (EDX). Electrochemical impedance spectroscopy (EIS), potentiodynamic polarization curves and salt spray tests were employed to evaluate corrosion protection of the coating to substrate in 5% NaCl solution. The mechanism of coating formations was also considered in details. The results indicate that a compact and dense surface morphology with fine particle clusters of the oxalate coating on magnesium alloy is presented, which mainly consists of oxide or/and organic of Mg, Al and Zn. And the anti-corrosion of the magnesium after oxalate conversion treatment is better than that of the magnesium substrate. The results of salt spray test for oxalate coating is evaluated as Grade 9 according to ASTM B117. The electric resistance of oxalate chemical conversion coating to substrate is below 0.1 Ω.     

AZ31B镁合金表面激光熔覆Cu-Ni合金层

针对镁合金表面耐磨性和耐蚀性差的问题,利用横流CO2激光器在AZ31B镁合金表面激光熔覆Cu-Ni合金层,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)分析熔覆层与基体的结合界面特征以及显微组织和成分分布情况,测试合金层的显微硬度和耐蚀性。结果表明:合金层与基体结合良好,缺陷较少,但局部存在不均匀的Cu-Ni富集区,且在其边缘区域的枝晶间均匀分布着1~1.5μm的十字状Laves相;合金层的硬度分布比较均匀,约为75HV0.05,明显高于基体的显微硬度45HV0.05;Cu-Ni合金层比AZ31B镁合金基体的腐蚀电位正移317mV,腐蚀电流降低78mA/cm2,耐蚀性也得到较大改善。     

Cr12模具钢合金激光熔覆层的组织和性能研究

在Cr12模具钢材料表面上,分别进行了PHNi-60A、PHNi25WC-60A和Stellite6三种合金粉末的激光熔覆实验,并对实验结果进行分析。结果表明:Cr12模具钢表面上可实现镍基合金和钴基合金的激光熔覆,可获得较好的冶金界面结合;激光熔覆后表面的耐磨损性能比熔覆前的基体耐磨损性能有较大的提高;表面硬度在不同程度上都得到提高,硬度峰值出现在次表层,其最大值为1049HV0.2;微观结构是由平面晶和枝晶构成的共晶组织,并有多种合金相分布在枝晶间。