AZ91D鎂合金耐磨性及其表面微弧氧化膜的制備與性能研究.pdf

1、鎂合金因其低密度、高比強度和好的機加工性能，是目前在航空和汽車工業(yè)領(lǐng)域具有巨大的潛在應用的結(jié)構(gòu)材料。AZ91D鎂合金作為一種商用鎂合金，在強度、延展性、抗疲勞、抗蠕變、耐蝕耐磨性方面正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。 本文首先研究了觸變成形(thixoforming(TF))過程中模具溫度、坯料加熱溫度和加熱時間對觸變成形AZ91D鎂合金滑動摩擦磨損性能的影響。結(jié)果表明，隨著模具溫度的升高，合金的磨損率逐漸升高；隨著坯料加熱溫度的升高，合金的

2、磨損率先降低后升高；隨著坯料加熱時間的增加，合金的磨損率逐漸升高。不周的觸變成形工藝參數(shù)對AZ91D鎂合金的摩擦系數(shù)影響不大。 其次，在往復式滑動干摩擦條件下研究觸變成形(thixoforming(TF))和金屬型鑄造(permanent mould casting(PMC))的AZ91D鎂合金的摩擦磨損性能。與PMC相比，TF工藝可以提高．AZ91D鎂合金的耐磨性。隨著滑動頻率和載荷的增加，TF和PMC擁有類似的磨損機制的變化

3、，從輕微磨損(氧化磨損和微切屑磨損)向嚴重磨損(塑性變形磨損和伴有粘著的塑性變形磨損)轉(zhuǎn)變。磨損機制對摩擦系數(shù)的影響比對磨損率的影響大。 第三，采用以Na2SiO<,3>為主體電解液，對TF鎂合金進行微弧氧化處理，研究了電流密度和反應時間對微弧氧化膜生長的影響，對不同反應時間下微弧氧化膜的形貌和硬度進行了討論，對微弧氧化前后的TF鎂合金進行了力學性能的比較。結(jié)果表明，隨著電流密度的增大，微弧氧化膜生長速率加快，但是電流密度達到一

4、定數(shù)值(5.OA/dm<'2>)后，氧化膜生長速度減緩。隨著反應時間的延長，微弧氧化膜厚度和硬度增加明顯，但是達到一定反應時間(10min)后，氧化膜厚度增加緩慢，顯微硬度開始下降。微弧氧化處理后，TF鎂合金的抗拉強度和抗彎強度下降，而沖擊韌性上升。 最后，使用兩種不同的對偶材料(GCr15和Si<,3>N<,4>)考察了微弧氧化膜的滑動摩擦磨損行為．對偶是si<,3>N<,4>時微弧氧化膜的磨損率和摩擦系數(shù)比對偶是GCr15時