AZ91D镁合金在硅酸盐体系下微弧氧化配方的优化

微弧氧化是一种先进的表面处理工艺。该技术具有工艺简单、清洁无污染、膜层均匀致密，材料适应性宽等特点，得到的微弧氧化膜既具备普通阳极氧化膜的性能，又兼有陶瓷喷涂层的优点，突破了传统的阳极氧化技术，是镁合金阳极氧化的重点发展方向，其中工艺参数特别是电解液的组成和浓度对微弧氧化膜结构和性能影响方面的研究具有极其重要的作用。本文采用4因素3水平的正交实验，从考察耐腐蚀性、膜层厚度和致密性出发，确定了AZ91D镁合金在硅酸盐体系下微弧氧化电解液的优选配方，并研究了在此配方条件下生成微弧氧化陶瓷膜的微观形貌和相结构。     

臭氧净化处理对AZ91D镁合金表面微弧氧化涂层的影响

在AZ91D镁合金基体表面制备了微弧氧化涂层,开发出高效、环保的新型镁合金微弧氧化电解液并系统优化了微弧氧化的电源参数.利用SEM和×RD研究了AZ91D镁合金不同添加剂以及臭氧处理对微弧氧化涂层的厚度及组织的影响,并进行了基体和涂层的耐蚀性实验比较.     

基于电参数的AZ91D镁合金微弧氧化膜层厚度分析研究

根据镁合金微弧氧化微区电弧放电机理、微弧氧化的三个阶段理论,并根据实验中出现的,保持电压恒定时,在微弧氧化处理初期电流不断下降,后期电流保持稳定或微升这一现象,拟合出负载阻抗随时间变化的三次方程,从而实现了在实验过程中的膜层厚度监测,具有一定的工程应用价值.     

AZ91D镁合金加工工艺的应用研究

在分析AZ91D镁合金化学成分、物理力学性能的基础上,通过试验对比了切削速度在66.819m/min、107.388m/min、169.434m/min时的切屑断屑性能、切屑形态及其表面质量。试验表明:在背吃刀量恒定的前提下,随着切削速度的提高,切屑变形减小。切屑形态由C形挤裂切屑变成带状连续切屑,断屑能力变差,结构表面质量变差;在背吃刀量0.06mm时,切削形成粉末状切屑,堆积在卷屑槽内,易引起镁合金燃烧。总结了镁合金切削加工中对刀具、切削参数、切削液以及切削过程的要求,介绍了工序间防腐措施。分析了AZ91D镁合金的固溶时效作用,从零件结构、设备及防火等方面提出了热处理过程的要求。从冶金和环境方面综述了镁合金的腐蚀因素,并对比分析了AZ91D镁合金切屑在空气和水中的腐蚀现象。最后,重点介绍了镁合金的微弧氧化工艺。研究成果对镁合金加工工艺的推广应用提供了技术参考。     

冷却时间对AZ91D镁合金微弧氧化的影响

在新型带放电回路脉冲电源下研究冷却时间对AZ91D镁合金微弧氧化的影响。结果表明,随着冷却时间的延长,起弧电压逐渐升高,膜层的成膜速率先增加后减小,腐蚀率先减小后增加;随着冷却时间的延长,膜层表面大尺寸的熔融物数量减少,孔隙增加,表面粗糙度增加;随着冷却时间的延长,孔隙率下降,膜层的耐腐蚀性提高。因此,镁合金微弧氧化过程中冷却时间要控制在2.5~3 ms,即频率取333~350 Hz,占空比14%~17%。     

AZ91镁合金表面微弧氧化膜微观结构的TEM表征

在硅酸盐碱性电解液中,以AZ91镁合金为基体采用恒电流控制模式制备出微弧氧化陶瓷薄膜,采用透射电镜对微弧氧化膜的微观结构进行了分析,并测试了相关性能。结果表明:镁合金在以硅酸盐溶液为主的电解液中进行微弧氧化形成的产物主要是纳米晶MgO和MgAl2O4,并且形成了少量的非晶态物质和一定比例的较粗大MgO、MgAl2O4和MgSiO3晶粒,但这些粗大晶粒尺寸也在100~300 nm之间;形成的晶粒之所以如此细小主要是由于微弧氧化过程是一个快速烧结和快速冷凝的过程;制备的氧化膜在中性盐雾36 h后的腐蚀率小于0.09 g.cm-2.d-1,而显微硬度在1 000 HV以上。     

AZ91D镁合金微弧氧化低能耗的电解质配方研究

利用自制微弧氧化装置在铝酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.采用多重正交试验,从考察膜层厚度、单位能耗和耐蚀性出发,确定了AZ91D镁合金在铝酸盐体系中的最佳工艺参数.结果表明:在最佳电解质配方下,处理过程工作电压约在120 V,电流密度可以低到0.5 A/dm2,生长1 μm陶瓷涂层的单位面积能耗仅为456 W/(m2·μm).微弧氧化膜呈多孔结构、孔径较小,裂纹较少,分布均匀,膜层较为致密;微弧氧化膜由MgO和MgAl2O4组成;处理后AZ91D镁合金样品的腐蚀电流密度为0.014 μA/cm2,比未处理合金降低了接近3个数量级.     

半固态压铸AZ91D镁合金的时效行为

系统地研究了半固态高压压铸AZ91D镁合金铸件的时效行为.研究结果表明:无论是铸态组织还是固溶态组织、半固态高压压铸都可以有效缩短AZ91D铸件的时效时间.     

等温模锻对AZ91D镁合金性能的影响

镁合金作为最有潜质的轻质结构材料，具有高比强度、高阻尼、良好的锻造性，以及易回收利用等一系列优点。由于镁是密排六方结构，室温塑性差，如何经济地得到组织性能稳定的镁合金变形材一直是摆在广大研究者面前的重大课题。已有研究结果表明，镁合金的塑性变形能力对温度高度敏感，在高于523K时，棱柱滑移面启动，合金塑性大幅改善。因此，研究镁合金在高温变形下组织性能的演变对实际生产具有指导意义。     

AZ91D镁合金直接化学镀镍性能研究

研究了以硫酸镍作为镍源在AZ91D镁合金表面直接化学镀镍工艺,并用SEM观察镀层的表面形貌,用Leica显微硬度计测试了镀层的显微硬度,用Chi660电化学测量系统和盐雾箱研究了镀层的耐蚀性能,Table检测其磨损性能,结果表明,所得镀层致密,光亮,结合力好,可有效地保护镁合金.     

AZ91D镁合金在模拟酸雨环境中的腐蚀行为

采用自建的模拟酸雨喷淋装置以及光学显微镜、三维数字显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等探讨了AZ91D镁合金在模拟酸雨环境中的腐蚀规律和机理。结果表明:合金中α相受到严重的腐蚀,而β相由于铝含量较高,腐蚀较轻;腐蚀区域可以划分为弱腐蚀区和强腐蚀区;镁合金表面在腐蚀初期形成腐蚀坑,主要由镁合金基体的溶解所产生,随着腐蚀的进行,针状产物覆盖在表面上,蚀孔内部形成闭塞区域,产生了闭塞电池自催化过程。     

AZ91D和AM60B镁合金微动图的研究

镁合金在汽车工业中得到了日益广泛的应用 ,在使用中会遇到大量的微动损伤问题。通过大量微动试验 ,建立了AZ91D和AM60B镁合金的微动图 ,通过分析对比了两种镁合金微动区域特性的差异 ,并对镁合金的微动损伤防护方法进行了探讨     

钇及混合稀土对AZ91镁合金时效析出的影响

在AZ91镁合金中添加稀土和钇之后，高熔点的铝稀土化合物和铝钇化合物在凝固过程中首先结晶析出，并成为基体相的形核中心，或者被推移到初生α相结晶前沿，阻碍α相的生长，使其铸态组织得到细化。这两种化合物以及沉淀相Mg17Al12一起成为基体滑移的障碍，使镁合金的抗拉强度和屈服强度得到提高；另一方面，这两种化合物的生成也消耗了大量的合金元素铝，削弱了时效硬化效果，并延缓了时效峰值的出现时间。     

热处理对含微量镧AZ91镁合金组织和性能的影响

用XRD、SEM、EDS和显微硬度仪等研究了固溶、时效处理对真空精炼的含0.164 8%(质量分数)镧AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入微量镧后的AZ91镁合金在410℃×24h空冷固溶+170℃×30h空冷时效后,第二类β相大量析出,且呈不连续层片状沿晶界两侧分布;时效态含镧AZ91镁合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和显微硬度分别比铸态不含镧AZ91合金的提高了41.84%,65.08%,35.65%和47.62%;其原因是微量镧改变了热处理中铝原子的扩散状态,有效控制了第一、二类β-Mg17Al12相析出时的形态与分布。     

Al—Ti—B中间合金对AZ91D镁合金的晶粒细化工艺的研究

研究了不同工艺条件下Al—Ti—B中间合金对AZ91D镁合金的细化效应。结果表明,Al—Ti—B中间舍金对AZ91D合金有良好的细化效果。当加入中间合金达到0．3％（质量分数）,在750℃的浇注温度下保温30min后浇注时,AZ91D合金平均晶粒尺寸由422μm变为78μm,综合细化效果达到最好。     

AZ91D压铸镁合金超声振动钻削实验

镁合金材料由于特殊的物理性能,传统的机械加工方法很难保证要求的精度和质量,具有一定的局限性。介绍了超声振动钻削镁合金材料的加工机理,通过改变切削速度、进给量、振幅等加工参数,对比分析了超声振动钻削与传统钻削加工工件的孔直线度、孔扩量、毛刺高度、粗糙度、切屑等试验结果,得出超声振动钻削具有较好的加工表面质量和加工效率,对研究镁合金的深加工具有重要的意义。