基本信息
- 项目名称：
- 镁合金为基体的等离子表面熔覆技术
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 镁合金为基体的等离子表面熔覆技术是以高能电弧为能量热源，给镁合金的表层熔覆一层高强度、高耐磨、耐腐蚀的熔覆层，从而大大改善镁合金强度差、易腐蚀等应用缺陷。本作品详细介绍了熔覆技术的最佳条件，在军工、航天、电子产品等方面拥有广阔前景。
- 详细介绍：
- 镁合金由于密度小、比强度高、良好的导电和导热性而成为工业结构工程和运输工具中非常有应用前景的工程材料。但是镁合金存在强度低、耐磨性耐蚀性差等问题，从而限制了其广泛应用。 针对上述问题，本文采用等离子束在AZ91镁合金表面熔覆了TiB2-Al2O3涂层，并且研究了不同电流对熔覆层表面质量和性能的影响。 本文利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等设备对涂层的组织形态、化学成分、物相组成进行了分析，利用显微硬度计和电化学工作站对涂层的性能进行了检测。 结果表明：AZ91镁合金表面等离子束熔覆TiB2-Al2O3后，可以形成致密的，呈冶金结合的涂层，使得镁合金表面的耐磨耐蚀性相对基体有很大的提高。随着电流强度的增加，熔覆层中的颗粒明显细化，但是耐蚀性降低。当电流为60A，扫描速度为10～15mm/s，气流为0.1m3/h时，熔覆层组织比较均匀，综合性能比较优良。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本论文致力于改善当前镁合金应用中的易磨损、易腐蚀、低硬度的现状，为镁合金更加广泛的应用排除性能障碍，为新材料的应用注入新鲜血液。从原理和实验以及应用领域上说明课题的现实意义和广阔前景。
科学性、先进性及独特之处
- 本论文介绍了一种先进的镁合金表面加工处理方法，经该工艺处理的镁合金，表面性能获得极大改善，有效解决当前镁合金应用中的性能缺陷。这在目前国内研究中处于领先水平，并且实验成品完全达到了应用性能的要求。
应用价值和现实意义
- 镁合金经过性能改善的工艺处理，可以广泛应用于军工、航天、电子产品外壳，以其轻质，高韧等性能优势，必将拥有广阔前景和极大市场。
学术论文摘要
- 本文采用等离子束在AZ91镁合金表面熔覆了TiB2-Al2O3涂层，并且研究了不同电流对熔覆层表面质量和性能的影响。 本文利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等设备对涂层的组织形态、化学成分、物相组成进行了分析，利用显微硬度计和电化学工作站对涂层的性能进行了检测。 结果表明：AZ91镁合金表面等离子束熔覆TiB2-Al2O3后，可以形成致密的，呈冶金结合的涂层，使得镁合金表面的耐磨耐蚀性相对基体有很大的提高。随着电流强度的增加，熔覆层中的颗粒明显细化，但是耐蚀性降低。当电流为60A，扫描速度为10～15mm/s，气流为0.1m3/h时，熔覆层组织比较均匀，综合性能比较优良。
获奖情况
- 在山东科技大学校团委组织的第十二届“挑战杯”学术作品竞赛中获校级一等奖
鉴定结果
- 山东科技大学校团委第十二届“挑战杯”学术作品竞赛一等奖
参考文献
- [1] 周大伟，许晨阳，李晋，等. 镁合金激光表面改性研究新进展[J]. 轻金属，2007，(4)：39-40. [2] 马幼平. 镁合金表面改性技术研究现状及进展[J]. 轻合金加工技术，2007，35(9)：6-11. [3] 吴国松，曾小勤，等. 气相沉积膜层在镁合金表面改性中的应用[J]. 材料工程，2006，(1)：61-65. [4] 陈长军，王茂才，刘一鸣，等. 镁合金表面改性新技术[J]. 腐蚀科学与防护技术，2004，7(4)：215-217. [5] 胡传忻，张科，李晋炜，等. 火焰喷涂法制备纳米改性陶瓷涂层[J]. 新技术新工艺，2001，(8)：44-45. [6] 何臣，侯书恩，等. 纳米材料在纳米热喷涂中的应用[J]. 湖北汽车工业学院学报，2005，19(1)：7-8. [7] 梁永政，郝远，杨贵荣，等. 镁合金AZ91D表面电弧喷涂铝工艺的研究[J]. 机械工程材料，2005，29(3)：29-30. [8] 黄伟九，李兆峰，等. 热扩散对镁合金锌铝涂层界面组织和性能的影响[J]. 材料热处理学报，2007，28(2)：106-110. 等
同类课题研究水平概述
- 镁合金由于具有良好的减震特性，镁合金被用于制造既要求重量轻，又要求减震的零件和模具，如手电锯、汽车变速箱等零件。专家预测，未来汽车安装安全气囊后，镁合金将成为转向盘骨架及整个转向系统的理想材料；镁合金还具有很高的屏蔽电磁千扰的性能；易于回收，符合环保要求；极好的切削加工性能；尺寸稳定性高；铸造性能好；良好的低温性能，用于制作低温下工作的零件；具有超导性和储氢性等，因而其应用范围可进一步扩大到电子、通讯及医疗等领域。因此，镁合金引起了材料界的极大关注，世界范围内正掀起研究镁合金的高潮。镁合金可全部回收利用，是有利于环保的一种绿色金属。由于目前人类对镁的开发应用远远不如钢铁、铝、铜那样成熟，所以出现了“在材料领域中还没有任何材料象镁那样，潜力与现实有如此大的颠倒”。然而，镁及镁合金较低的常温力学性能和极差的耐腐蚀性能严重制约着镁合金的推广应用。 因此，采用等离子熔覆对镁合金进行表面强化处理，在其表面熔覆上一层具有高的强度和耐磨性材料，以提高其力学和化学性能，将有重要的实际意义。
