AZ91D表面真空蒸鍍Al及Zn-Al復(fù)合涂層的組織與性能研究.pdf

1、做為現(xiàn)在實際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂合金除了具有低密度，高比強(qiáng)度和比模量，優(yōu)異的阻尼減震性能及良好的電磁屏蔽性能等優(yōu)良的物理特性外，還具有回收耗能低、易于加工等優(yōu)點，這使得其在航空，汽車，3C電子產(chǎn)品上的應(yīng)用比其他結(jié)構(gòu)材料有明顯的優(yōu)勢。但是，鎂的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-2.73V，表面的氧化膜不致密，導(dǎo)致鎂及其合金即使在大氣環(huán)境中存放也會很快被腐蝕，這極大的限制了鎂合金的廣泛應(yīng)用。本文以改善鎂合金耐腐蝕性能為目的，采用真空蒸鍍的方法在AZ9

2、1D鎂合金表面沉積涂層或鋅鋁復(fù)合涂層，之后在大氣條件下，對涂層試樣施加一定的溫度和壓力，最終在鎂合金表面獲得與基體形成冶金結(jié)合的保護(hù)涂層。
　　 兩類涂層實驗的結(jié)果表明：真空蒸鍍可以在鎂合金表面形成完整致密的涂層；在32MPa，420℃下對鋁涂層試樣熱壓1～4h可以在AZ91D鎂合金表面形成穩(wěn)定的涂層，鋅鋁涂層試樣未經(jīng)熱壓處理即能在AZ91D鎂合金表面形成穩(wěn)定的涂層；在32MPa，400℃下對鋁涂層試樣熱壓1～4h鋅鋁涂層與基體

3、的結(jié)合性能要優(yōu)于鋁涂層試樣。
　　 采用掃描電鏡(SEM)觀察不同涂層試樣的組織形貌，通過能譜儀(EDS)和X射線衍射儀(XRD)分析其成分和物相組成。結(jié)果表明：經(jīng)熱壓處理地方鋁涂層試樣，鋁涂層可與鎂基體形成相互擴(kuò)散，經(jīng)4h熱壓處理后，其擴(kuò)散層深度可為2～5μm，在鋁涂層與基體的界面處的相組成主要為α-Mg、α-Al、和Al3Mg2共晶相。用鋅作為中間過渡層可以提高鋁涂層與基體間的結(jié)合性能，經(jīng)過4h熱壓處理后，其擴(kuò)散層深度可達(dá)4

4、～8μm，鋅鋁涂層試樣在鋁鋅界面處可形成Al2Zn3共晶，在鎂鋅界面處可能形成Mg2Zn11或MgZn2共晶。
　　 鋁涂層試樣和鋅鋁涂層試樣的表面顯微硬度都有較大提高，為AZ91D鎂合金基體硬度的1.2～2.2倍，這有助于提高涂層的耐磨性。全浸泡腐蝕實驗的結(jié)果表明：在3.5wt.％NaCl溶液中浸泡72h后，鋁涂層試樣會出現(xiàn)涂層部分脫落的現(xiàn)象，基體內(nèi)部破壞嚴(yán)重；鋅鋁涂層試樣表面僅出現(xiàn)少量點蝕，基體未發(fā)現(xiàn)明顯破壞，這說明兩種涂層