AZ91D鎂合金表面等離子噴涂Ni-WC涂層的激光重熔研究.pdf

1、鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，以其高比強(qiáng)度、比剛度，低密度、良好的電磁屏蔽及減震作用在航空航天、汽車(chē)、3C等行業(yè)廣泛應(yīng)用，被譽(yù)為“21世紀(jì)新型工業(yè)材料”。但差的耐磨性、腐蝕性限制了其應(yīng)用范圍的拓寬。通過(guò)冶煉方式來(lái)提高材料整體的耐磨抗蝕性能是十分困難的，由于腐蝕與磨損是材料的表面行為，因此，進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，改善材料的表面性能是解決鎂合金腐蝕和磨損問(wèn)題最直接有效的方法。為此，本文以AZ91D鎂合金為研究對(duì)象，采用等離子噴涂與激光重熔復(fù)合

2、工藝制備了Ni基WC復(fù)合涂層，基于ANSYS平臺(tái)建立激光重熔過(guò)程溫度場(chǎng)有限元模型，分析了各種工藝參數(shù)下溫度場(chǎng)的演化規(guī)律，研究了該涂層的顯微組織與力學(xué)性能，并基于支持向量回歸建立激光重熔工藝參數(shù)與涂層性能之間預(yù)測(cè)模型，主要工作如下：
　　1.采用ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行激光重熔溫度場(chǎng)數(shù)值模擬，利用參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了激光重熔動(dòng)態(tài)過(guò)程，分析了激光重熔過(guò)程溫度場(chǎng)加熱冷卻規(guī)律。
　　2.采用SEM、XRD等檢測(cè)設(shè)備分析了等離子噴

3、涂與激光重熔Ni/WC復(fù)合涂層的微觀組織與相組成，結(jié)果表明：等離子噴涂層呈典型層狀結(jié)構(gòu)，涂層與基體結(jié)合方式為機(jī)械結(jié)合，經(jīng)過(guò)激光重熔處理后，涂層表面光滑平整，涂層與基體由機(jī)械結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)橐苯鸾Y(jié)合。WC顆粒在高溫發(fā)生分解，分解出來(lái)的C元素與Cr、Ni和Fe等元素發(fā)生反應(yīng)生成新的化合物。涂層經(jīng)激光重熔后，WC進(jìn)一步分解，C元素與Cr、Fe等元素充分反應(yīng)后生成新的硬質(zhì)相，進(jìn)一步提高了涂層硬度與耐磨性能。
　　3.采用顯微硬度計(jì)、摩擦磨損試驗(yàn)

4、機(jī)與電化學(xué)工作站分析了該涂層的摩擦學(xué)與耐腐蝕性能，并探討了磨損機(jī)制。結(jié)果表明：重熔層與等離子噴涂層的顯微硬度較基體提高約14倍和11倍，重熔層耐磨性較等離子噴涂層有所提高，涂層具有良好的減摩效果，等離子噴涂層和激光重熔層磨損機(jī)制均為輕微磨粒磨損，基體磨損機(jī)制為嚴(yán)重磨粒磨損與粘著磨損，激光重熔層和等離子噴涂層的腐蝕電位較AZ91D鎂合金基體分別提高了0.322V和0.371V，耐腐蝕性得到較大提高。
　　4.根據(jù)在不同激光重熔工藝參