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。     

AZ91合金发动机缸体表面熔覆与涂层性能研究

对AZ91镁合金发动机缸体进行了表面等离子熔覆改性处理,对比分析了AZ91合金基材、TiB_2-Al_2O_3和3种不同比例的Al与TiB_2-Al_2O_3复合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,显微硬度呈现逐渐降低的趋势,但改性层的显微硬度都高于AZ91合金基体,而TiB_2-Al_2O_3改性层的显微硬度最高。随着熔覆材料中Al含量的增加,改性层显微硬度逐渐降低;随着磨损时间延长,基材与不同改性层的磨损质量损失都逐渐增加。3种不同配比的Al与TiB_2-Al_2O_3复合改性层中w(Al)∶w(TiB_2-Al_2O_3)=1∶2改性层的耐磨性能最好;经过等离子熔覆复合改性处理后的发动机缸体的耐腐蚀性能有所提高,其中,w(Al)∶w(TiB_2-Al_2O_3)=1∶2时改性层的耐腐蚀性能最好。     

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。     

汽车发动机用AZ91合金的表面改性层及其性能

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、Mg17Al12、Mg2Si和Al3Mg2相,Al-Si+Y熔覆层主要含有α-Mg、Mg17Al12、Al3Mg2、Mg2Si和Al2Y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。     

AZ31B镁合金Al-AlB_(12)-Al_2O_3涂层的耐蚀和耐磨性能

采用氧乙炔火焰喷涂方法,在AZ31B镁合金表面喷涂Al分别添加5%、10%、15%的(AlB_(12)+Al_2O_3)复合涂层,并对复合涂层进行热压处理;采用扫描电镜(SEM)观察复合涂层的微观组织,X射线衍射仪(XRD)检测涂层的物相,电化学工作站测试复合涂层的耐蚀性,显微硬度检测复合涂层的硬度,摩擦磨损机检测涂层的耐磨性能。结果表明:随着(AlB_(12)+Al_2O_3)含量的增加,复合涂层的孔隙率及孔洞减少,涂层致密;腐蚀电位从-1.5 V升高到-1.15 V,腐蚀电流从8.66×10~(-4)A/cm~2降到2.82×10~(-4)A/cm~2;硬度从66 HV增加到225 HV;磨痕也是从深到浅。综上所述,(AlB_(12)+Al_2O_3)复合涂层显著改善了镁合金的耐磨和耐蚀性能。     

AZ31B镁合金Al-AlB12-Al2O3涂层的耐蚀和耐磨性能北大核心CSCD

采用氧乙炔火焰喷涂方法,在AZ31B镁合金表面喷涂Al分别添加5%、10%、15%的(AlB_(12)+Al_2O_3)复合涂层,并对复合涂层进行热压处理;采用扫描电镜(SEM)观察复合涂层的微观组织,X射线衍射仪(XRD)检测涂层的物相,电化学工作站测试复合涂层的耐蚀性,显微硬度检测复合涂层的硬度,摩擦磨损机检测涂层的耐磨性能。结果表明:随着(AlB_(12)+Al_2O_3)含量的增加,复合涂层的孔隙率及孔洞减少,涂层致密;腐蚀电位从-1.5 V升高到-1.15 V,腐蚀电流从8.66×10^(-4)A/cm^2降到2.82×10^(-4)A/cm^2;硬度从66 HV增加到225 HV;磨痕也是从深到浅。综上所述,(AlB_(12)+Al_2O_3)复合涂层显著改善了镁合金的耐磨和耐蚀性能。     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的组织与性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合材料涂层.借助SEM、TEM和XRD等技术分析了涂层的微观组织结构,通过测定涂层电极电位、盐雾实验和磨损实验研究了涂层的耐腐蚀性能和耐磨性能.结果表明,Al/Al_2O_3涂层的相组成主要为Al、Al_2O_3、Mg_(17)Al_(12);Al_2O_3颗粒均匀镶嵌在Al基体中;Mg_(17),Al_(12)主要分布于涂层与镁合金基材的界面处.与镁合金相比,Al/Al_2O_3涂层具有更高的耐腐蚀和耐磨损性能.     

等离子喷涂对AZ91合金耐蚀性能的影响

采用等离子喷涂法在AZ91合金表面制备了不同配比的Al_2O_3+Zr O_2复合涂层(分别记为:AZ30,AZ60和AZ80),对比分析了不同配比的Al_2O_3+Zr O_2复合涂层的表面形貌、截面形貌和耐腐蚀性能。结果表明,AZ30涂层中出现了少量微裂纹和气孔;AZ60涂层中存在明显的未熔粒子和微裂纹,且数量高于AZ30涂层;AZ80涂层较为疏松,涂层致密性较差。经过等离子喷涂改性后的陶瓷层的耐腐蚀性能均优于基材,且耐腐蚀性能顺序为:AZ30涂层AZ60涂层AZ80涂层AZ91基材。     

体育器械用镁合金的表面改性与性能研究

对体育器械用AZ91合金进行了表面等离子熔覆改性处理。研究了AZ91合金基材、TiB_2-TiC和TiB_2-TiC:Al=2:1改性层的显微组织,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,随基体表面距改性层表面距离的增加合金,合金显微硬度逐渐降低,熔覆层的硬度最高;改性层中的TiB_2、TiC硬质相以及Mg_(17)Al_(12)相的存在可提高表面耐磨性;改性层耐腐蚀性得到提高,TiB_2-TiC:Al=2:1改性层的耐腐蚀最好。     

表面激光熔覆改性对体育器材耐磨性能的影响

采用激光熔覆改性技术在碳钢表面制备316L不锈钢涂层和不同成分配比的316 L+Al_2O_3复合涂层,研究了Al_2O_3含量对复合熔覆层形貌、显微硬度和耐磨性能的影响。结果表明,复合熔覆层主要由γ奥氏体相和α铁素体相组成。随着距离熔覆层表面距离的增加,316 L熔覆层和316 L+Al_2O_3激光熔覆层的显微硬度都逐渐减小。随着复合熔覆层中Al_2O_3含量的增加,熔覆层的硬度呈现先增加而后减小的趋势。随着熔覆层中Al_2O_3含量的增加,复合熔覆层的磨损量先减小而后增大,在Al_2O_3含量为6%时磨损量最小。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al/Zr+B4C/Y2O3复合涂层组织与性能研究

目的提高AZ91D镁合金表面硬度,改善其耐腐蚀性。方法在AZ91D镁合金上涂覆Zr/B_4C/Y_2O_3混合粉末,之后使用Nd:YAG固体激光器进行激光熔覆。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的形貌和物相组成进行分析。利用显微硬度计以及电化学工作站对涂层的硬度和耐腐蚀性进行测定。结果涂层主要包含Zr C、Al3Zr和Al12Mg17等金属间化合物以及Al3Y等稀土化合物。添加0.8%Y_2O_3的涂层中有部分微小气孔,而添加1.6%Y_2O_3的涂层中气孔消失。析出相主要以颗粒状和棒状的形式存在,并且为了减小表面积,使得表面能降低,部分析出相聚集在一起长大。涂层硬度整体呈梯度分布,涂层外层的硬度最高(添加0.8%Y_2O_3的涂层为306.10HV,添加1.6%Y_2O_3的涂层为310.15HV)。添加0.8%Y_2O_3和1.6%Y_2O_3的涂层的平均硬度分别为291.613HV和294.495HV,相较于基体提高了4倍。添加0.8%Y_2O_3和1.6%Y_2O_3的涂层的自腐蚀电位分别为-1.269 V和-1.215 V,自腐蚀电流密度分别为7.655×10-5 A/cm2和2.048×10-6 A/cm2,相对于基体耐腐蚀性有了显著的提高。结论涂层中各种陶瓷相、金属间化合物和稀土化合物的存在使复合涂层的硬度、耐腐蚀性能均有了明显的提高。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+WC+La_2O_3复合涂层性能的研究

在Al+WC复合粉末中添加不同量的La_2O_3,利用激光形成熔覆层。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)分析不同含量的稀土La_2O_3对涂层的显微组织、物相组成及性能影响。研究表明,由于稀土的加入,复合涂层的晶粒进一步细化。当稀土含量为1.2%时涂层的平均显微硬度为280 HV,相比AZ91D镁合金基体的60 HV提高了约4.5倍。     

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。     

Al_2O_3颗粒增强Ni60A涂层的耐磨性及组织研究

为进一步提高Ni60A合金涂层的耐磨性,采用超音速等离子喷涂技术在45钢表面制备不同配比的Ni60A-Al_2O_3复合涂层。采用显微硬度计测其显微硬度,通过磨损试验分析其耐磨性能,利用SEM、XRD等分析技术对涂层显微组织、物相组成进行分析。结果表明:在Ni60A中添加Al_2O_3颗粒可提高涂层的硬度及耐磨性能。当Al_2O_3体积分数为25%时,该涂层的显微硬度和耐磨性能最好,耐磨性相对于Ni60A单一涂层提高了约7倍。该涂层的磨损机制以磨粒磨损为主。     

γ-TiAl合金表面Al_2O_3/Al复合涂层的抗高温熔盐腐蚀性能（英文）

采用磁控溅射技术于γ-TiAl合金表面制备Al_2O_3/Al复合涂层。在850℃下、100%(质量分数)Na_2SO_4熔盐中观测Al_2O_3/Al复合涂层的高温腐蚀行为。结果表明,Al_2O_3/Al复合涂层具备由Al_2O_3表层、富Al中间层以及互扩散层组成的梯度结构,因而有效地提高了基体γ-TiAl合金的抗高温腐蚀性能。在腐蚀实验后,涂层试样表面相结构为Al_2O_3、TiO_2和TiAl_3。致密的Al_2O_3/Al复合涂层有效地抑制了O~(2-)、S~(2-)和Na~+对基体γ-TiAl合金的侵蚀。并且,Al_2O_3/Al复合涂层的梯度结构亦使其表现出了优异的抗开裂和抗剥落性能。     

TiO_2/Al_2O_3微弧氧化复合涂层的制备及耐磨性研究（英文）

主要利用微弧氧化方法在Ti-6Al-4V合金表面制备Ti O_2/Al_2O_3复合涂层,并揭示了O~(2-)、Al O_2~-,和Ti~(4+)在涂层生长过程中的作用机制。在高温高电压条件下,Ti-6Al-4V合金表面首先生成Ti O_2、Al_2O_3和Al_2Ti O_5,不断放电引起的高热能导致Al_2Ti O_5进一步分解成Ti O_2和Al_2O_3,且XRD分析表明涂层的物相组成主要是A-Ti O_2、R-Ti O_2和α-Al_2O_3。耐磨性测试结果表明,与基体相比Ti O_2/Al_2O_3复合涂层的显微硬度HV提高到11000 MPa,且耐磨性显著提高,磨损量降低了9.5倍。     

45#钢表面激光合金化NiCr-Al2O3涂层的组织及耐磨性能研究

目的提高平模制粒机中平模的耐磨性能。方法采用激光合金化技术在45#钢表面制备不同比例混合的NiCr-Al_2O_3合金化层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及附带的能谱仪(EDS)分析了合金化层的物相组成和显微组织,用FM-700自动显微硬度仪测量合金化层的硬度变化规律,用屏显式磨损试验机研究测试了合金化层的耐磨性能。结果合金化层主要由马氏体组成,且弥散分布着不同数量的未熔Al_2O_3颗粒,热影响区由马氏体和残余奥氏体组成。激光合金化层的主要物相为奥氏体和马氏体,Al_2O_3含量越多,马氏体相越多,而奥氏体相越少。合金化层的厚度约为0.9 mm,表面硬度大约是基材的2.4倍,表面耐磨性是基材的6倍以上。在一定范围内,合金化层中Al_2O_3颗粒的含量越高,平均显微硬度越大且更加均匀,耐磨性越好。热影响区的硬度变化均匀,起到了很好的过渡作用。磨损机理主要是犁削磨损,Al_2O_3颗粒的存在可以减少磨粒对基体的犁削作用。结论在45#钢表面激光合金化NiCr-Al_2O_3混合涂层可以有效提高基体表面的硬度和耐磨性,Al_2O_3颗粒含量达30%时可以获得高硬度、高耐磨性且均匀的合金化层。     

Al含量对Al-Mg_2Si复合涂层组织及耐腐蚀性能的影响

在AZ31B镁合金表面制备不同Al含量的Al-Mg_2Si复合涂层。用XRD、SEM、EDS分析涂层的物相组成、组织及元素成分;通过电化学试验和浸泡试验测试试样的耐腐蚀性,并测试涂层的显微硬度,研究Al含量对涂层组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明,Al含量越高,涂层组织越致密,孔洞和裂纹越少。Al含量为60%时涂层的耐腐蚀性最佳,显微硬度最高,腐蚀电位为-1.363 5V,腐蚀电流密度为0.457 8mA/cm~2,显微硬度(HV)为300左右。