【摘 要】
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镁合金因其密度低,散热好、比强度高、比刚度高、弹性模量大的特点在工业生产中得到广泛应用。但镁合金硬度低、耐磨和耐蚀性差制约了其广泛的应用。激光熔覆技术由于其能量具有可控性,且加热冷却速度快等优点,在镁合金表面改性研究中被广泛使用。本论文采用激光熔覆在镁合金表面制备了铝合金+稀土氧化物涂层,探究不同含量稀土氧化物和激光工艺参数对镁合金表面组织和性能的影响规律。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、维氏
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镁合金因其密度低,散热好、比强度高、比刚度高、弹性模量大的特点在工业生产中得到广泛应用。但镁合金硬度低、耐磨和耐蚀性差制约了其广泛的应用。激光熔覆技术由于其能量具有可控性,且加热冷却速度快等优点,在镁合金表面改性研究中被广泛使用。本论文采用激光熔覆在镁合金表面制备了铝合金+稀土氧化物涂层,探究不同含量稀土氧化物和激光工艺参数对镁合金表面组织和性能的影响规律。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计、摩擦磨损实验仪和电化学工作站对涂层的组织和性能进行分析,具体研究结果如下:（1）在Al-Si+x Y2O3（x=0%,2.5%,5%,7.5%,10%）涂层中,研究发现,涂层均由Mg17Al12、Mg2Al3、Mg2Si、α-Mg组成,加入Y2O3后检测出Al4Mg Y。随着Y2O3含量的增加,涂层晶粒细化程度和表面性能均表现出先升高后降低的规律,并在Y2O3含量为7.5wt.%时达到峰值:涂层平均硬度（285.0HV）是基体的3.6倍,耐磨性较基体提升了73.32%,自腐蚀电流密度较基体降低两个数量级。当Y2O3含量为7.5wt.%,扫描速度为400mm/min时,涂层表面性能随激光功率（1.1k W-1.4k W）的降低逐渐增强。激光功率为1.2k W的涂层表面性能最佳,涂层平均硬度是基体的3.7倍,耐磨性较基体提升77.15%,自腐蚀电流密度较基体降低了三个数量级。当Y2O3含量为7.5wt.%,激光功率为1.3k W时,涂层耐磨耐蚀性随扫描速度（300mm/min-600mm/min）的增大先变强后变弱,扫描速度为400mm/min的涂层耐磨性最好,较基体提高73.32%。扫描速度为500mm/min的涂层耐蚀性最好。（2）在Al-Cu+x Y2O3（x=0%,1.5%,2.5%,5%,7.5%,10%）涂层中,研究结果表明,随着Y2O3含量的增加,涂层晶粒先变细后变粗,并在Y2O3含量为2.5wt.%时晶粒达到最细,且表面性能最佳。此时平均硬度（208.3HV）是基体的2.6倍,耐磨性提升68.36%,自腐蚀电流密度较基体降低三个数量级。当Y2O3含量为2.5wt.%时,研究发现,能量密度较低的涂层硬度、耐磨性最高,硬度为基体的3-4倍,耐磨性提升70%以上。涂层耐蚀性随能量密度降低先增强后减弱。
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