镁合金表面电弧喷涂铝工艺及涂层性能的研究

论文摘要

镁及镁合金具有比强度、比刚度高,减震性、电磁屏蔽和抗辐射能力强等特点,在汽车、电子、电器、交通、航天、航空和国防等领域均具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景。然而,镁的化学性质活泼,耐腐蚀性很差,这严重阻碍了镁合金产品的开发应用。本文采用电弧喷涂技术在镁合金表面喷涂铝的方法来提高镁合金的防腐蚀能力。对不同的电弧喷涂参数下所得到的试样进行了孔隙率测定、显微硬度测定、涂层的结合强度试验及5%NaCl溶液的耐腐蚀性实验。研究了喷涂工艺参数的变化对喷涂铝层的微观结构、孔隙率、显微硬度和耐腐蚀性的影响。并对喷涂铝的镁合金进行热扩散处理,以提高铝涂层与镁合金基之间的结合力和耐腐蚀性。喷涂工艺实验结果表明:喷涂工艺参数,如电压、电流、气体压力、喷涂距离等对铝涂层的质量有很大的影响,镁合金表面喷涂铝最佳的喷涂工艺参数范围是:电压3032V、电流100～110A、喷涂距离为150mm左右、雾化气体压力0.60.75MPa.喷涂距离150mm。在5%NaCl溶液中的腐蚀性试验结果表明,镁合金表面喷铝能够非常显著地提高镁合金的耐腐蚀性能。对电弧喷涂铝的镁合金分别在300℃、350℃、400℃和420℃不同的温度下保持2h进行热扩散实验,并对涂层的硬度、耐热震性及耐蚀性进行了测试。结果表明:在400-420℃温度下热扩散处理,能够使铝涂层与镁合金基体间形成冶金结合,提高铝层的结合强度。涂层具有较高的硬度和抗热震性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 镁及镁合金的性质与特点
• 1.2 镁合金的分类与性能
• 1.3 镁合金的应用
• 1.4 镁合金表面处理技术及其发展
• 1.4.1 镁合金的腐蚀
• 1.4.2 镁合金防腐蚀研究现状
• 1.4.2.1 阳极氧化处理
• 1.4.2.2 化学转化膜处理
• 1.4.2.3 微弧氧化处理
• 1.4.2.4 金属涂层处理
• 1.4.2.5 气相沉积
• 1.4.2.6 激光表面处理
• 1.4.2.7 有机物涂层
• 1.4.2.8 表面热喷涂技术
• 1.5 热喷涂技术及其原理
• 1.5.1 热喷涂原理
• 1.5.2 涂层的结构
• 1.5.3 涂层的结合机理
• 1.5.4 热喷涂的种类和特点
• 1.6 电弧喷涂技术原理及特点
• 1.6.1 电弧喷涂技术原理
• 1.6.2 电弧喷涂涂层的形成
• 1.6.3 电弧喷涂的主要工艺过程
• 1.6.4 电弧喷涂的主要特点
• 1.7 热喷涂铝涂层的研究
• 1.8 本文研究的内容及意义
• 第二章 镁合金表面电弧喷涂铝工艺的研究
• 2.1 引言
• 2.2 试验过程及方法
• 2.2.1 试验用材料
• 2.2.2 镁合金喷涂表面的预处理
• 2.2.3 镁合金表面电弧喷涂的工艺及设备
• 2.2.4 镁合金表面喷涂铝层的封闭处理
• 2.3 实验结果及分析
• 2.3.1 镁合金铝喷涂表面特征及厚度
• 2.3.2 电弧喷涂工艺参数对铝涂层的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 镁合金电弧喷涂铝涂层的组织和性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验过程及方法
• 3.2.1 喷涂层微观组织观察
• 3.2.2 涂层孔隙率的测定
• 3.2.3 喷涂层显微硬度的测量
• 3.2.4 喷涂层结合强度的测试
• 3.2.5 镁合金喷涂Al涂层耐腐蚀性实验
• 3.3 实验结果及分析
• 3.3.1 电弧喷涂铝涂层及界面的微观组织特征
• 3.3.2 喷涂层的孔隙率及其影响因素
• 3.3.3 喷涂层的显微硬度
• 3.3.4 喷涂层与基体结合强度
• 3.3.5 镁合金喷涂铝层的耐腐蚀性
• 3.4 结论
• 第四章 固溶化处理对镁合金表面铝喷涂层的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验过程及方法
• 4.3 实验实验结果及分析
• 4.3.1 热扩散的处理后喷涂层与基体间界面的组织
• 4.3.2 热扩散处理对喷涂层与基体间界面处性能的影响
• 4.3.3 热扩散固溶处理对喷涂铝层结合强度的影响
• 4.3.4 热扩散固溶处理喷涂铝层的腐蚀行为
• 4.4 结论
• 第五章 全文工作的总结
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文