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。     

镁合金表面激光熔覆Al-Si合金涂层的组织和耐磨性

以Al-Si共晶合金粉末为熔覆材料,在AZ91D镁合金表面进行了激光熔覆试验,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对激光熔覆层的组织、成分和相组成进行了分析,测试了激光熔覆层的显微硬度和磨损性能。结果表明,激光熔覆层由α-Mg过饱和固溶体和Mg17Al12、Mg2Si、Al3Mg2金属间化合物等相组成,且与基材之间形成了良好的冶金结合。由于激光熔覆层中存在金属间化合物析出相强化、细晶强化和固溶强化等多种强化作用,熔覆层的硬度比AZ91D合金提高了3#4倍,磨损量比AZ91D合金降低了72%。     

不同激光功率下镁合金表面激光熔覆Ni60合金涂层的显微组织和磨损性能

为提高镁合金表面的耐磨性,利用5kW横流连续CO2激光器在AZ31B镁合金表面熔覆Ni60合金粉末,制备了无裂纹、气孔等缺陷的熔覆层。分析讨论了不同激光功率下熔覆层的显微组织和磨损性能。结果表明:熔覆层的显微组织为典型的枝晶状态,且随着激光功率的增加,枝晶尺寸增加;不同的激光功率下,熔覆层都由Mg、MgNi2、Mg2Ni3Si、Mg2Ni、Mg2Si和FeNi组成,但当激光功率增加时,Mg相含量逐渐减小,其它相含量逐渐增多。在枝晶细化和各种金属间化合物的共同作用下,熔覆层的显微硬度和耐磨性能都得到提高,且激光功率P=3 000W时,提高程度最大,即显微硬度提高了840%～1 102%,磨损失量是原始AZ31B镁合金的8.57%。     

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。     

激光功率对 WO3-V2O5-C 镍基熔覆层硬度的影响

采用激光熔覆技术,在45#钢表面制备WO3-V2O5-C镍基熔覆层。分析了熔覆层的显微组织,测试了熔覆层的显微硬度,研究了熔覆粉末中WO3-V2O5-C的含量及激光功率对熔覆层硬度的影响。结果表明:采用WO3+V2O5+C质量分数为25%的熔覆粉末,以1.4 kW功率进行激光熔覆,所得熔覆层硬度最高,平均值高达1400HV0.3,可大大提高材料的耐磨性。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Ti74Ni20Si4B2涂层

为改善AZ91D镁合金的表面性能,采用6 kW连续CO2激光器在AZ91D镁合金表面熔覆Ti74Ni20Si4B2涂层。用光学显微镜和带能谱分析的扫描电镜观察熔覆层组织和结合区域的形貌以及元素分布,测试合金层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性。结果表明,合金层与基体结合良好,并且元素分布没有明显界限。由XRD分析发现,生成TiBx、B4Si等化合物;通过对熔覆层和基体性能测试,发现平均显微硬度提高至625 HV0.05,耐磨性提高了1倍,极化曲线动态极化腐蚀电位提高了0.194 V,腐蚀电流密度降低了0.093 A·cm-2,在3.5%的NaCl溶液中耐腐蚀性能提高了约96%。     

激光熔覆AZ91D镁合金的界面特征和耐磨性研究

在AZ91D镁合金表面激光熔覆Al Al2O3粉末制得复合涂层.用X-ray衍射确定激光熔覆层的相结构,用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察激光熔覆层和AZ91D基体之间的结合区域的生长形态.结果显示,在激光熔覆层中Al2O3颗粒的分布是均匀的,结合区晶体的生长形态是一种独特的柱状树枝晶.温度梯度、树枝晶生长和熔池的凝固速度均影响它的形成.与AZ91D基体相比,激光熔覆层的耐磨性得到了改进.     

AZ91镁合金激光表面改性后的微观组织和耐腐蚀性能研究

以AZ91镁合金为对象,利用激光表面合金化方法对其进行表面改性,研究激光熔覆合金层的微观组织、硬度和耐腐蚀性能。结果表明,激光合金化涂层的主要物相为Mg2Si、Al12Mg17、Al3Mg2金属间化合物以及α-Mg和Al固溶体。激光合金化改性后,涂层的显微硬度明显高于AZ91镁合金基体,耐腐蚀性能也大幅度提高。     

添加Si粉对AZ91D镁合金激光表面改性

为提高镁合金的表面硬度,对预置Si粉的AZ91D进行高能CO2激光表面改性处理.采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针微区分析和X射线衍射仪等方法研究了激光改性层的组织结构.结果表明:AZ91D表面改性层主要由α-Mg,Al12Mg17和Mg2Si组成.Si粉与镁合金完全发生反应形成金属间化合物Mg2Si,Mg2Si以树枝状分布.Al-Mn相由AZ91D基体中的团聚棒状变为激光改性层中的分散球状.激光表面改性后.由于Mg2Si相产生的强化和Mg17Al12产生的细晶强化,显微硬度从80 HV提高到324 HV.     

不同激光功率对AZ31B镁合金表面Al-Cu合金熔覆层组织和性能的影响

采用激光熔覆技术在AZ31B镁合金表面制备Al-Cu合金涂层,研究不同激光功率条件下激光熔覆层成形、组织和性能的差异。结果表明,当激光功率为350 W时,熔覆层表面成形良好,与基体结合良好并无明显的裂纹缺陷。当激光功率过小时,熔覆表面出现金属小球,且熔覆层与基体结合处有明显的裂纹;当激光功率过高时,熔覆层表面会有弧坑裂纹。不同功率下得到的熔覆层对基体的硬度有明显提高,当功率为350 W时,熔覆层的平均显微硬度达到325 HV。     

Laser (Nd:YAG) cladding of AZ91D magnesium alloys with Al + Si + Al2O3

The laser surface cladding of AZ91D magnesium alloy with Al + Si + Al₂O₃ powders (in the wt.% ratio of 7:1:2) was investigated. Laser processing was carried out with a 5 kW Nd:YAG laser. The microstructure and phase analyses of the surface cladding layer were carried out; furthermore, the morphology of the cladding zone, volume fraction and distribution of the Si and Al₂O₃ particles in the laser surface cladding layer were also investigated. The average microhardness of the surface layer was measured in detail as a function of laser parameters. Microhardness of the surface layer was significantly improved to as high as 210 HV_0.05 as compared to 60–70 HV_0.05 of the AZ91D substrate, and the average microhardness of the cladding layer of the composite surfaced specimen decreases with increasing of laser power. However, the rate of decrease is faster at lower power. Though the average microhardness of the surface cladding layer remains constant, there is a little fluctuation in the reading in some regions possibly, because of the random distribution of hard particles in the cladding layer. Finally, the proper processing parameter ranges for formation of a homogeneous microstructure and enhancement of microhardness for laser surface cladding of AZ91D with Al + Si + Al₂O₃ were established.     

AZ91D镁合金激光熔覆Al+Al_2O_3涂层的界面特征

在AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+Al2O3粉末制得了复合涂层。用扫描电镜、高分辨透射电镜和原子力显微镜对涂层与AZ91D镁合金基体界面结合区生长形态和特征以及涂层中Al2O3粒子的分布进行了观察,用能谱仪对界面结合区的元素线扫描,用X射线衍射分析确定了涂层及基体中的相组成。结果显示,涂层中Al2O3粒子的分布是均匀的,结合区的生长形态为独特的平行树枝晶,其组织形态受激光工艺参数的影响。     

Influences of laser powers on microstructure and properties of the coatings on the AZ91HP magnesium alloy

Al-Si alloy coatings were prepared on AZ91HP magnesium alloy by broad-beam laser cladding; the influences of the powers on the microstructure and properties of the coatings were discussed. It was found that the microstructure of the coatings at the powers of 3 and 3.5kW was characterized by Mg₂Si dendrites, and needle-like Mg₂Al₃(hcp) dispersing in the Mg₁₇Al₁₂ matrix, whereas the coating at the power of 2.5 kW was composed of the petal-like Mg₂Al₃ (fcc) as well as the needle-like Mg₂Al₃(hcp). The coating at the power of 4 kW appeared as α-Mg solid solution and Mg₂Si, Mg₁₇Al₁₂, as well as Mg₂Al₃ (hcp). The coatings with the powers of 3 and 3.5　kW exhibited higher microhardness and better wear resistance because of more Mg₂Si and Mg₁₇Al₁₂. However, the coating at the power of 2.5 kW displayed better corrosion resistance.     

Al_2O_3-SiO_2/AZ91D镁基复合材料的挤压浸渗制备工艺及微观组织和界面的研究

采用挤压浸渗法制备Al_2Or_3-SiO_2/AZ91D复合材料.改进制备工艺,利用价格低廉且来源广泛的硅酸铝短纤维作增强体,用磷酸铝作黏结剂制得预制体.在预制体温度660℃、模具温度560℃、浇注温度760℃和压力30～50MPa下,通过挤压浸渗工艺制备AZ91D镁基复合材料.采用光学显微分析、XRD衍射分析、SEM扫描分析等方法研究该复合材料.结果表明,镁与磷酸铝黏结剂反应后在界面上生成一定数量的Mgo颗粒和少量的MgAl_2O_4颗粒,致使硅酸铝增强纤维和镁合金基体之间形成较强界面结合.复合材料组织致密、无明显孔洞及夹杂等铸造缺陷.其界面上的反应产物主要有MgO、MgP_4、MgAl_2O_4和Mg_2Si     

镁合金表面激光熔覆Fe合金

采用热喷涂+激光重熔两步法工艺对镁合金表面进行激光熔覆Fe-Ni-Cr-B-Si合金;对熔覆层进行了微观分析及性能测试.结果表明:熔覆层主要由FeCr、FeNi和AINi3等相组成,熔覆层的显微硬度、耐腐蚀性及耐磨损性能郜明显高于基体.     

AA6063铝合金表面激光熔覆TiC/Al_3 Ti复合材料涂层

将Al、Ti和TiC 粉末预涂在AA6063铝合金表面,采用激光熔覆法制备了TiC/Al_3Ti复合材料涂层,分析了激光熔覆层的显微组织和硬度分布.结果表明,采用合适的激光工艺可获得无裂纹和孔洞且表面平整的熔覆层.熔覆层由枝晶状Al_3Ti、枝晶间α-Al和均匀分布的TiC颗粒组成,TiC颗粒在激光辐照过程中未发生熔解,熔覆层与基材的界面结合良好.随与熔覆层表面距离的增加,Al_3Ti枝晶的尺寸变大,α-Al的含量减少.激光熔覆层的硬度可达700 HV0.2,显著改善了AA6063铝合金的表面硬度.     

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.