基本信息
- 項目名稱：
- 鎂合金激光表面改性的組織與性能研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 本項目在于建立一種經(jīng)濟實用、便于操作的鎂合金表面改性工藝，以期提高鎂合金的表面的硬度、耐磨性和耐蝕性。首次在鎂合金表面利用大功率CO2氣體激光器制備高熔點的無裂紋和氣孔等缺陷的Ni60合金涂層。通過OM、XRD分析了熔覆層的微觀組織，并利用電化學腐蝕設備、磨損試驗機測試了熔覆層的耐蝕性和耐磨性。結(jié)果表明，熔覆層的顯微硬度、耐磨性和耐腐蝕性能都得到了極大提高。
- 詳細介紹：
- 鎂合金是目前結(jié)構(gòu)材料中密度最小的金屬材料，具有比強度高、比剛度大、吸震性能好、尺寸穩(wěn)定性強等諸多優(yōu)點。在能源、資源和環(huán)境問題特別突出的當代，鎂合金材料已成為繼鋼鐵、鋁材料之后第三大金屬工程材料，成為21世紀具有發(fā)展?jié)撃艿沫h(huán)保節(jié)能型結(jié)構(gòu)...(查看更多)
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 耐蝕性低、耐磨性差，已成為制約鎂合金廣泛應用的瓶頸之一。本課題利用CO2激光器，對其進行表面改性，以期提高其表面耐蝕性和耐磨性。研究CO2氣體激光與鎂合金的作用機理，急冷急熱條件下鎂合金的結(jié)晶機理、組織變化規(guī)律、界面組織形態(tài)，從而分析改性層的耐腐蝕性、顯微硬度和耐磨性能。
科學性、先進性及獨特之處
- 將越來越受到廣泛關(guān)注的先進加工技術(shù)激光熔覆技術(shù)應用于鎂合金材料表面改性，研究激光束與鎂合金材料的作用機理。實現(xiàn)對鎂合金材料的局部表面改性，首次選取了以良好的浸潤性、耐蝕性、耐磨性、高溫自潤滑作用和適中的價格在激光熔覆技術(shù)中用得使最為廣泛的高熔點的鎳基合金作為鎂合金激光表面改性的材料，在鎂合金...(查看更多)
應用價值和現(xiàn)實意義
- 許多情況下，結(jié)構(gòu)件的表面性能決定了其整體性能，如：耐蝕、耐磨等性能只依賴于結(jié)構(gòu)件的表面材料狀態(tài)，而這些表面性能恰恰是制約鎂合金材料實際應用的瓶頸問題。而且在實際應用中，鎂合金零部件只需要其表面或局部區(qū)域具有優(yōu)良的性能。本文采用21世紀的先進技術(shù)——激光表面改性來對鎂合金表面進...(查看更多)
學術(shù)論文摘要
- 鎂合金是目前結(jié)構(gòu)材料中密度最小的金屬材料，在目前常規(guī)條件下制備的鎂合金材料，其高溫強度、韌度、耐腐蝕和耐磨性還是較差，直接影響到鎂合金材料的廣泛應用。在許多情況下，結(jié)構(gòu)件的表面性能決定了其整體性能，而這些表面性能恰恰是制約鎂合金材料實際應用的瓶頸問題。在現(xiàn)有常規(guī)條件下還不能制備出較高...(查看更多)
獲獎情況
- 葛亞瓊等.AZ31B鎂合金激光表面熔覆Al層組織與性能研究[J].材料科學與工藝,2009,17:108-112(該論文參加2009年第一屆先進材料連接高層論壇，獲優(yōu)秀獎) 葛亞瓊等.鎂合金激光加工技術(shù)的研究[J].機械工程與自動化, 2008, 6: 120-122
鑒定結(jié)果
- 熔覆層的顯微硬度比基體提高了550~560%，平均摩擦系數(shù)比基材降低了0.058，耐磨性顯著提高。自腐蝕電流比基體降低約2~3個數(shù)量級，耐腐蝕性能得到極大的提高。
參考文獻
- 劉正, 張奎, 曾小勤. 鎂基輕質(zhì)合金理論基礎(chǔ)及其應用[M]. 機械工業(yè)出版社, 2002 丁文斌. 鎂合金表面熔覆層的制備與性能研究[D]. 上海交通大學, 2007 左鐵釧等. 21世紀的先進制造——激光技術(shù)與工程[M]. 北京: 科學出版社, 2007 高亞麗. AZ91HP鎂合金激光表面改性[D]. 大連理工大學, 2007
同類課題研究水平概述
- 激光表面處理技術(shù)是近幾十年來迅速發(fā)展起來的一種材料表面改性技術(shù)。近年來，隨著激光表面改性技術(shù)的不斷完善，其在鎂合金表面耐蝕性、耐磨性等方面的應用越來越受到國內(nèi)外研究者的重視。 美國的Ghazanfar Abbas等利用1.5kW的半導體激光器對AZ31和AZ61鎂合金進行表面熔凝處理，AZ31的硬度由基體的...(查看更多)
