论文部分内容阅读
镁合金的密度很小(大约为1.8g/cm3),比强度高,比刚度大,而且镁合金还具有良好的导热性及吸震性能,承受冲击载荷的能力比铝合金还强,对有机物和碱的腐蚀具有很强的抗蚀性。优良的综合性能使得镁合金广泛应用于航空航天、国防军工、交通、电子以及轻工和医疗器材等行业,且拥有十分重要的应用价值和广阔的市场前景。然而镁合金仍具有一些不足之处,如硬度较低、耐磨耐腐蚀性能较差等,这些缺陷严重地制约了镁合金在各领域的进一步应用和发展。因此,对镁合金表面进行改性处理以提高其综合性能具有非常积极的意义。本论文以AZ31B镁合金为基材,采用预置Al-SiC复合粉末的方法,在镁合金基材表面进行激光合金化处理,处理完后,利用SEM、XRD、EDS等方法,对试样合金化层的显微结构及物相成分进行了分析,同时对合金化层的显微硬度、耐磨性以及耐腐蚀性能进行了研究。研究结果表明:强化层与基体呈良好的冶金结合、组织均匀致密,没有起球、气孔和裂纹等缺陷;Al+1%SiC合金化层主要由Al3Mg2、Mg2Si、Mg17Al12、Mg2C3、Al2O3等相组成;Al+3%SiC合金化层主要由Mg2Si、Al3Mg2、Mg17Al12、Mg2C3、Al2O3组成;而Al+5%SiC合金化层则主要由Mg2Si、Al3Mg2、Mg17Al12、Al4C3、Mg2C3和Al2O3组成,涂层的显微硬度、耐磨损性能、耐腐蚀性能都明显高于基体。随着复合粉末中SiC含量的增加,合金化层的硬度也随之增加,同时耐磨性能也越来越好。当复合粉末中SiC粉末含量达到5%时合金化层硬度最高且耐磨性能最好,与镁合金基体相比,合金化层的平均硬度为295HV,提高了4.2倍,最高硬度达到了336HV;耐磨性能也得到很大提高。三种涂层的腐蚀电位分别比AZ31B镁合金基体的-1.517V提高了0.252V、0.281V、0.30V,腐蚀电流分别比AZ31B镁合金基体的0.221A降低了0.067A、0.056A、0.060A。三种合金化层的耐腐蚀性能相比基体都明显增强。经多次试验研究,得出了最佳的激光工艺参数,当激光功率为1.8kw、扫描速度为7mm/min、光斑直径为3mm时,合金化层的显微组织细小均匀而致密,耐磨耐腐蚀性能最好。