镁合金表面激光熔覆Al/（Al+Ti+Ni/C）梯度涂层的组织与性能研究
发布时间：2021-08-17 19:40
镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、可重复回收利用等特点,在工业中应用广泛,但镁合金硬度低、耐磨与耐蚀性差,阻碍了其应用范围的进一步扩大。激光熔覆技术可提高镁合金表面性能,但直接在基体表面熔覆高熔点的涂层材料易使基体开裂、蒸发严重,如能采用梯度涂层,使基体与涂层之间的热物理性质、组织、性能等呈梯度变化,可较好地解决此问题,为镁合金表面熔覆高熔点涂层材料提供思路。本文即采用激光熔覆技术在AZ91D镁合金表面制备了梯度Al/（Al+Ti+Ni/C）涂层,同时也熔覆了单层Al+Ti+Ni/C涂层作为比较,并对涂层的宏观形貌、显微组织、物相组成、显微硬度、耐磨损及腐蚀性能进行了测试与分析。直接熔覆Al、Ti、Ni/C混合粉末制备的单层涂层厚度约为300μm,主要由Al3Mg2、Al12Mg17、Al3Ti、Mg2Ni和α-Mg组成。（Ti+Ni/C）含量为10%的涂层组织均匀。随着（Ti+Ni/C）含量增加到20%和30%,涂层中大量颗粒相发生团聚,在涂层-基体界...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光熔Fig.1.1Laserclad轧辊涡
中北大学学位论文1第一章绪论1.1选题背景及意义在金属元素中，镁储量仅在铁铝之后，位居第三[1]。镁合金比强度与比模量高、密度低，在汽车、国防、电子、建筑、生物医学和航空航天等领域具有广泛的应用前景，如发动机缸体，方向盘框架，座椅框架等[2]。此外，镁合金还有许多功能被开发利用，出色的电磁屏蔽性能和阻尼容量；良好的生物相容性；良好的散热功能；储氢容量大、电极电位低等[3-6]。随着工业技术的快速发展，高性能部件日益受到重视。镁合金硬度低、耐磨及耐腐蚀性差限制其进一步应用。表面改性技术在不破坏材料原有特性前提下，改善其表面性能，被应用于镁合金。如阳极氧化、气相沉积、离子注入、微弧氧化、化学转化膜、化学镀、热喷涂等，但普遍存在表面改性层雹致密度差、与基体结合不牢固、成本高、对环境污染严重等问题。激光熔覆技术能量密度大、加热与冷却速度快、热影响区小，制备的涂层与基体结合紧密，是一种较理想的镁合金表面改性技术。图1.1显示了部分使用激光熔覆技术修复的金属零件。然而镁合金的熔点、沸点低，在其表面激光熔覆高熔点、性能优异的涂层材料时，需输入较大的热量，导致镁基体蒸发严重，涂层成形较差。而采用梯度熔覆先在镁合金表面熔覆一层与基体物理性质差异小的涂层材料，再在其表面熔覆一层高熔点防腐耐磨涂层材料，可以很好的解决镁基体蒸发问题，同时使基体与涂层结合更牢固。图1.1激光熔覆修复金属零件Fig.1.1Lasercladdingtorepairmetalparts轧辊涡轮机叶片电机转子
技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]高功率密度激光重熔镁合金的非均匀性机理研究[J]. 庞铭,浮艺旋,刘全秀,初飞雪. 热加工工艺. 2019(18)
[2]对低能耗环保的镁合金阳极氧化处理技术的相关分析[J]. 梁瑞霞. 化工管理. 2018(20)
[3]镁合金化学镀镍的研究进展[J]. 宿辉,王慧文. 电镀与涂饰. 2018(09)
[4]镁合金气相沉积防腐涂层技术研究现状[J]. 熊姣,吁安山,金华兰,杨湘杰. 腐蚀科学与防护技术. 2018(03)
[5]Mg-6Zn-1Ca合金激光熔覆Al-Si层的组织与性能（英文）[J]. 张晓林,张可敏,邹建新. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(01)
[6]镁合金在生物医学上的应用与发展[J]. 袁明华,姜炳春,唐联耀. 南方农机. 2017(23)
[7]AZ80镁合金表面热喷涂Al2O3涂层的性能研究[J]. 郭成良. 机械工程师. 2015(06)
[8]镁合金腐蚀行为及机理研究进展[J]. 张新,张奎. 腐蚀科学与防护技术. 2015(01)
[9]镁电池的发展及应用[J]. 慕伟意,李争显,杜继红,奚正平. 材料导报. 2011(13)
[10]AZ31镁合金环境友好阳极氧化处理研究[J]. 孙建春,兰伟,张丁非,陈登明. 材料导报. 2011(02)
博士论文
[1]AM50镁合金表面激光改性研究[D]. 陈菊芳.江苏大学 2008
硕士论文
[1]激光冲击强化AM50镁合金的微观组织及抗腐蚀性能研究[D]. 刘波.江苏大学 2017
[2]AZ91D镁合金电镀镍及其耐蚀性能研究[D]. 房文静.湘潭大学 2017
[3]碳离子注入对AZ31镁合金的抗腐蚀性和细胞相容性的影响研究[D]. 郑程东.兰州大学 2017
[4]原子层沉积对镁合金微弧氧化膜层的改性研究[D]. 吴晓明.哈尔滨工业大学 2016
[5]有机转化膜对AZ31镁合金在模拟体液中腐蚀性能的影响[D]. 郑嘉.重庆大学 2015
[6]镁合金激光表面合金化Al-SiC强化层组织及性能研究[D]. 谭永全.南华大学 2014
[7]镁合金电镀工艺的研究[D]. 李瑞雪.辽宁师范大学 2010
[8]激光熔覆工艺基础研究[D]. 沈燕娣.上海海事大学 2006
本文编号：3348371
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光熔Fig.1.1Laserclad轧辊涡
中北大学学位论文1第一章绪论1.1选题背景及意义在金属元素中，镁储量仅在铁铝之后，位居第三[1]。镁合金比强度与比模量高、密度低，在汽车、国防、电子、建筑、生物医学和航空航天等领域具有广泛的应用前景，如发动机缸体，方向盘框架，座椅框架等[2]。此外，镁合金还有许多功能被开发利用，出色的电磁屏蔽性能和阻尼容量；良好的生物相容性；良好的散热功能；储氢容量大、电极电位低等[3-6]。随着工业技术的快速发展，高性能部件日益受到重视。镁合金硬度低、耐磨及耐腐蚀性差限制其进一步应用。表面改性技术在不破坏材料原有特性前提下，改善其表面性能，被应用于镁合金。如阳极氧化、气相沉积、离子注入、微弧氧化、化学转化膜、化学镀、热喷涂等，但普遍存在表面改性层雹致密度差、与基体结合不牢固、成本高、对环境污染严重等问题。激光熔覆技术能量密度大、加热与冷却速度快、热影响区小，制备的涂层与基体结合紧密，是一种较理想的镁合金表面改性技术。图1.1显示了部分使用激光熔覆技术修复的金属零件。然而镁合金的熔点、沸点低，在其表面激光熔覆高熔点、性能优异的涂层材料时，需输入较大的热量，导致镁基体蒸发严重，涂层成形较差。而采用梯度熔覆先在镁合金表面熔覆一层与基体物理性质差异小的涂层材料，再在其表面熔覆一层高熔点防腐耐磨涂层材料，可以很好的解决镁基体蒸发问题，同时使基体与涂层结合更牢固。图1.1激光熔覆修复金属零件Fig.1.1Lasercladdingtorepairmetalparts轧辊涡轮机叶片电机转子
技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]高功率密度激光重熔镁合金的非均匀性机理研究[J]. 庞铭,浮艺旋,刘全秀,初飞雪. 热加工工艺. 2019(18)
[2]对低能耗环保的镁合金阳极氧化处理技术的相关分析[J]. 梁瑞霞. 化工管理. 2018(20)
[3]镁合金化学镀镍的研究进展[J]. 宿辉,王慧文. 电镀与涂饰. 2018(09)
[4]镁合金气相沉积防腐涂层技术研究现状[J]. 熊姣,吁安山,金华兰,杨湘杰. 腐蚀科学与防护技术. 2018(03)
[5]Mg-6Zn-1Ca合金激光熔覆Al-Si层的组织与性能（英文）[J]. 张晓林,张可敏,邹建新. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(01)
[6]镁合金在生物医学上的应用与发展[J]. 袁明华,姜炳春,唐联耀. 南方农机. 2017(23)
[7]AZ80镁合金表面热喷涂Al2O3涂层的性能研究[J]. 郭成良. 机械工程师. 2015(06)
[8]镁合金腐蚀行为及机理研究进展[J]. 张新,张奎. 腐蚀科学与防护技术. 2015(01)
[9]镁电池的发展及应用[J]. 慕伟意,李争显,杜继红,奚正平. 材料导报. 2011(13)
[10]AZ31镁合金环境友好阳极氧化处理研究[J]. 孙建春,兰伟,张丁非,陈登明. 材料导报. 2011(02)
博士论文
[1]AM50镁合金表面激光改性研究[D]. 陈菊芳.江苏大学 2008
硕士论文
[1]激光冲击强化AM50镁合金的微观组织及抗腐蚀性能研究[D]. 刘波.江苏大学 2017
[2]AZ91D镁合金电镀镍及其耐蚀性能研究[D]. 房文静.湘潭大学 2017
[3]碳离子注入对AZ31镁合金的抗腐蚀性和细胞相容性的影响研究[D]. 郑程东.兰州大学 2017
[4]原子层沉积对镁合金微弧氧化膜层的改性研究[D]. 吴晓明.哈尔滨工业大学 2016
[5]有机转化膜对AZ31镁合金在模拟体液中腐蚀性能的影响[D]. 郑嘉.重庆大学 2015
[6]镁合金激光表面合金化Al-SiC强化层组织及性能研究[D]. 谭永全.南华大学 2014
[7]镁合金电镀工艺的研究[D]. 李瑞雪.辽宁师范大学 2010
[8]激光熔覆工艺基础研究[D]. 沈燕娣.上海海事大学 2006
本文编号：3348371
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