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《西安建筑科技大学》 2007年
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镁合金表面铝涂层的制备及性能研究

冀芳  
【摘要】: 本文在对以往表面改性工艺分析的基础上,采用两种新工艺技术对镁合金AZ61实施表面改性处理:1)热浸镀通过控制基材与镀材的体积比、浸镀温度、浸镀时间等工艺参数获得性能最佳的镀层;利用SEM、EDS、XRD等测试技术,分析了镀层的组织、结构、成分;测定镀层的显微硬度;通过界面扩散热力学分析,初步阐明镀层产生冶金结合的原因。2)感应熔涂通过对试验所得不同条件下涂层的组织、结构、成分进行系统分析,讨论获得性能最佳的涂层的工艺参数;根据腐蚀实验的结果,计算腐蚀速率,从而研究镁合金的腐蚀特性及涂层的耐腐蚀机理;通过剪切实验研究涂层的结合强度。 研究表明,AZ61表面热浸镀Al时,当基材与镀材的体积比为1.2∶1,浸镀温度为800℃,浸镀时间为2s时得到的结合界面具有冶金结合的特性。过渡区厚度达1000um,室温下的显微组织为α-Mg固溶体和少量共晶组织,共晶组织为α-Mg和β-Mg_(17)Al_(12)的混合物。镀层显微硬度达HV200,由于该区域Cu元素含量较高,存在少量三元化合物Al_(50)Mg_(48)Cu_2。Mg-Al结合是熔合、扩散两种机理综合作用的结果,通过界面扩散热力学分析,进一步阐明镀层界面的结合并非纯扩散所致。 AZ61表面感应熔涂Al后,结合欠佳的试样在界面处发现白亮带,结合良好的试样界面处自然过渡,未发现白亮带。白亮带的形成与Mg-Al对流、扩散是否均匀有关。涂层组织以金属间化合物β-Mg_(17)Al_(12)为主,同时伴有少量的Al_2Cu。Al元素的含量对显微组织具有一定的影响,当Al%<6%时,组织以α-Mg为主,当20%<Al%<30%,组织以初生α-Mg树枝晶为主,其间分布有α-Mg+β-Mg_(17)Al_(12)共晶组织,当30%<A1%<40%,组织以块状Mg_(17)Al_(12)为主,其间分布有同样的共晶组织。通过动电位极化曲线、阻抗图谱的测定及腐蚀速率的计算,发现熔涂铝试样较未熔涂铝试样的腐蚀速率降低了2个数量级,大量β存在与涂层表面是其耐腐蚀性高的主要原因。研究了剪切实验的3种断裂形式,通过实验结果阐述了涂层与基体具有较好结合强度的机理。综合分析试验结果,得出获得最佳涂层的工艺参数:加热功率为40~60KW;加热时间为50~65s。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG174.4

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【引证文献】
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【同被引文献】
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