AZ31镁合金表面气相沉积不锈钢薄膜的实验研究

在镁合金az31b表面通过预镀锌处理后采用无机熔盐电沉积铝锰合金.使用sem、edx和xrd分析镀层的表面形貌、成分和组织,采用动电位极化曲线及表面显微硬度测量考察了镀层对镁合金耐蚀耐磨性的影响。结果表明,熔盐成分、电流密度和熔体温度等典型工艺参数对铝锰合金镀层的形貌、成分和组织都具有重要的影响,进而影响了镀层的耐蚀性。镁合金电镀铝锰合金后,腐蚀电位有很大的提高,而腐蚀电流密度大幅度的下降;同时铝锰合金镀层表现出很高的硬度,显著的提高了镁合金的耐蚀耐磨性。

针对az31镁合金板材室温冲压成形较差的特点,采用不同轧制温度获得镁合金板材,使用半球形凸模胀形,绘制镁合金室温成形极限图并分析轧制温度对镁合金板材组织和室温成形能力的影响.发现az31镁合金板材的成形性能不仅与晶粒尺寸有关,还与晶粒取向有关.基面织构的减弱可明显提高板材的胀形性能,在基面织构强度相似的情况下,晶粒尺寸对板材的成形性能起决定性影响.

采用直流磁控溅射法在镁合金上沉积铝膜,在高真空下对铝膜进行加热后处理.用x射线衍射仪(xrd)分析膜层为纯铝多晶态,扫描电子显微镜(sem)观察铝膜晶粒细小.采用纳米压痕/划痕仪对铝膜的厚度、临界附着力、硬度和弹性模量进行了测试,并且用辉光放电光谱仪(gds)测试了镁合金表面铝膜的成分和性能随薄膜深度的分布.结果表明,铝膜的厚度随后处理温度的升高而降低,其表面硬度和弹性模量高于镁合金基体并且随深度增加而逐渐降低.铝膜与镁合金基体间存在一个过渡层,结合良好且表现出一定的弹塑性能,有利于镁合金表面的防护.

为进一步提升常规浸涂硅烷膜的防护效果,采用电化学辅助技术在az91d镁合金表面沉积了γ-氨丙基三乙氧基硅烷膜,通过正交试验优化了沉积电位和沉积时间等电沉积的工艺参数,借助点滴试验和e-t曲线评估了硅烷膜的耐蚀性能.结果表明:沉积电位对az91d镁合金表面阴极辅助沉积硅烷膜耐蚀性的影响最为显著,最优电沉积工艺参数为沉积电位-1.0v、沉积时间15min;随着沉积电位的负移和沉积时间的延长,硅烷膜的耐蚀能力均呈现先上升后下降的变化规律,电沉积硅烷膜对az91d镁合金基体的防护能力明显优于常规浸涂硅烷膜.

试验研究了退火温度对az31镁合金挤压棒组织和织构的影响。结果表明:铸态镁合金挤压后,初始强点织构向(80°,90°,0°)面聚集,主要织构组分强度提高。对热挤压后的az31镁合金进行退火,可以细化晶粒,使组织均匀,300℃退火时平均晶粒尺寸5μm为最小;随着退火温度的升高,形变织构(80°,90°,0°)逐渐减弱,再结晶织构(0°,90°,0°)和(90°,55°,0°)逐渐增强,300℃退火之后二者均被弱化,400℃退火之后取向分布漫散度增大。

分析了az31镁合金铸轧板在200~400℃、4×10-4s-1变形条件下的空洞形核和长大机制。采用原位拉伸试验观察空洞形核位置和长大过程。通过电子背散射衍射技术观察了不同变形条件下az31镁合金铸轧板的晶界取向差。在低温变形条件下,空洞尺寸较小,呈圆形;在高温变形条件下,空洞在变形过程中被拉长,其尺寸较大。空洞首先在晶界或三叉晶界处形核之后长大。az31镁合金铸轧板中大角晶界相对分数大于80%。尺寸小于2μm的空洞呈球形,其长大机制为扩散控制长大机制。大尺寸空洞在变形过程中发生聚合,其长大机制受塑性和超塑性扩散机制控制。

镁合金的塑性成形性能差,因此如何实现镁合金的塑性加工成形成为了一个新的技术难题。连续流变挤压成形实现了镁合金由高温液态直接形成制品的过程,减少了工序,节约了能源。但是制品的上下表面易出现裂纹,出现裂纹的原因主要是金属流动速度不同。为了减小和消除裂纹,可采用润滑剂、控制挤压速度、增大模具的定径带长度等措施。

预处理对不锈钢表面沉积类金刚石薄膜的影响

总结了国内外镁合金表面铝化及其合金涂层研究现状,分析了镁合金表面铝化及其涂层防护特点,介绍了渗铝法、磁控溅射法、冷喷涂和热喷涂法制备研究铝及其涂层的制备工艺及研究成果。

针对az31镁合金材料,研究了在a-tig焊中单一成分的活性剂对焊缝成形的影响。试验结果表明,与无活性剂的焊缝相比,活性剂tio2、sio2、cr2o3、cdcl2和cacl2能够有效地增加镁合金焊缝的熔深和深宽比。镁合金涂敷活性剂cdcl2后焊缝接头的微观组织与未涂敷时焊缝接头的微观组织没有明显区别,只是前者热影响区稍宽。未涂敷活性剂和涂敷cdcl2的试样硬度值分布相差不大。在az31镁合金的焊接中,活性剂cdcl2的作用效果最好。

az31镁合金薄板的交流钨极氩弧焊——探讨了氩弧焊工艺参数对镁合金焊接接头质量的影响，采用金相显微镜，对az31镁合金薄板tig焊接接头进行了微观组织观察、用x一射线衍射仪等分析测试手段对相组成和力学性能进行了分析，结果发现：焊接电流为40a和45a时，焊接...

在含氨基缩合物添加剂的处理溶液中制备了高耐蚀性散热膜层。研究了热膜层的沉积条件对散热系数的影响。采用sem、eds对膜层的微观形貌及性能进行了研究。结果表明,散热膜层钝化后能耐盐雾实验320h以上,且膜层无裂纹。

利用冷喷涂表面处理技术,将锌铝合金(za20)粉末喷涂到镁合金(ak63)的表面。采用om,emp和edx等试验方法研究了冷喷涂层与镁合金界面的微观组织,并对冷喷涂前后试样分别进行了硬度试验、结合强度试验、磨损试验及腐蚀试验。结果表明,基体与涂层之间未发生扩散,界面处无裂纹、孔洞和分层等缺陷,结合良好;涂层的硬度远远高于基体,是基体的近3倍;冷喷涂处理后的镁合金无论是在干摩擦条件下还是在有润滑油条件下都比基体镁合金具有更好的耐磨性;经冷喷涂处理后的试样自腐蚀电位(-0.26v)远高于基体镁合金(-1.62v),腐蚀电流比镁合金低2～3个数量级,冷喷涂处理后试样的耐蚀性好于基体镁合金。

采用二次浸镀锌前处理,设计并优化了az31镁合金环保型电镀锌配方和工艺参数,得到最佳工艺条件为:8g/l氧化锌,100g/l氢氧化钠,6.0ml/ldep-ⅲ,4.0ml/lwbz-ⅲ,4g/l酒石酸钾钠,阴极电流密度2.5a/dm2,温度15~75℃,时间10~30min。在上述工艺下获得了均匀细致、对基体具有良好保护作用的镀锌层,显著提高了镁合金的耐腐蚀性和装饰性。

az31镁合金钨极交流氩弧焊焊缝气孔的研究——采用金相显微镜和扫描电镜对az31镁合金薄板在钨极交流氩弧焊时产生的气孔进行了研究，分析了气孔的形成原因，并提出了焊缝气孔的防止措施。试验结果表明：焊前彻底清除母材坡口、表面和焊丝表面的油污及氧化膜，采用...

使用消失模铸造方法在镁合金表面制备了一层铝合金化层,并对合金化层的金相组织、成分、相组成及腐蚀性能进行了分析。结果表明,当真空度为0.08mpa,铝粉粒度为150μm时,镁合金表面生成的铝合金化层厚度为750μm,新相覆盖率达到76.2%;合金化层呈菊花状或网状,与基体为冶金结合,其主要组成物相为mg17al12、mg和al;经表面合金化后的镁合金耐蚀性都有所提高,只有当新相覆盖率大于临界值37.1%时,镁合金表面铝合金化层才能起到防腐作用,且覆盖率越高抗蚀性越好。

AZ31镁合金TIG焊横向十字接头疲劳性能研究

为了研究az31镁合金的焊接性,对az31镁合金板进行交流钨极氩弧(tig)焊.试验采用x-射线衍射仪、扫描电子显微镜、光学金相显微镜对试样的焊缝显微组织进行分析,并对不同焊接电流下的试样进行抗拉强度和硬度测试.研究发现:随焊接电流的增加,焊缝成形变差,晶粒逐渐粗化,同时易产生气孔和裂纹等缺陷,使接头性能降低;焊缝区由基体α-mg和附集于晶界的β-al12mg17两相组成.结果表明:焊接电流对az31镁合金接头的熔池形状及焊接质量有显著的影响.

医用316l不锈钢植入物植入体内后,体内环境可导致其产生腐蚀和ni离子的析出。利用双放电腔微波等离子体源全方位离子注入设备,采用等离子体源离子注入(plasmasourceionimplantation,psii)和等离子体增强化学气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition,pecvd)复合工艺在医用316l不锈钢表面沉积类金刚石薄膜,进行表面改性,以提高其在模拟体液环境中的腐蚀阻抗。扫描电子显微镜和原子力显微镜观察发现,薄膜由纳米粒子构成,膜层连续光滑。电化学腐蚀测试表明:采用psii+pecvd复合工艺制备的类金刚石薄膜与316l不锈钢改性体系在(37±1)℃的troyde’s模拟体液中的自腐蚀电位约为120mv,体系的击穿电位超过1.9v,与基体316l不锈钢相比,其热力学稳定性与抗腐蚀性能得到增强,改性效果优于单独的pecvd工艺。

为改善镁合金的表面性能,研制了新型铝基粉芯丝材,并采用电弧喷涂的方法在az91镁合金表面制备耐蚀涂层。通过盐雾试验和电化学试验对涂层的耐蚀性进行评价。利用光学显微镜和xrd分析技术对涂层的显微组织结构和相组成进行了研究。结果表明,铝基涂层能对镁合金基体起到保护作用,涂层均匀致密;加入ni和re能够提高涂层的耐腐蚀性能。

以不锈钢(ss)作基底,自行研制不锈钢载纳米表面合金电催化材料(surfacealloy/ss),并运用循环伏安法(cv)和扫描电镜(sem)等技术对该催化剂进行结构和性能表征.sem研究表明,所研制的surfacealloy/ss电催化剂是一种由粒度主要约为100nm的颗粒合金组成的薄膜.循环伏安研究表明,所研制的surfacealloy/ss电催化剂在常温常压下对顺丁烯二酸的加氢还原表现出很高的电催化活性.顺丁烯二酸的起始还原电位为-0.4v,与通常用的阴极铅材料相比,正移约200mv.

用电弧喷涂在镁合金表面形成铝防护层,为增强铝与基体结合能力,在430℃保温处理2h,使涂层和基体间发生扩散。结果表明:涂层牢固,并且大大提高了镁合金的耐腐蚀性能。