鎂合金表面激光熔覆Al／TiB2復合強化層及其性能

王繼娜，徐開東

（河南城建學院土木與材料工程系，平頂山 467036）

0 引 言

鎂合金作為目前已使用密度最小的金屬結構材料，是實現裝備輕量化的一條重要途徑，但它的耐蝕和耐磨等性能較差，限制了其進一步發展［1－2］。研究表明，金屬材料的失效（如腐蝕、磨損和斷裂等）多始于表面，因此從理論上講可以通過對其表面組織結構和性能的優化有效提高其耐蝕、耐磨等性能［3］。鎂合金常用的表面強化工藝主要有熱噴涂、電鍍和微弧氧化等。激光技術憑借清潔、節能及易控等特點，使激光熔覆等激光強化工藝在材料表面處理方面得到了越來越廣泛的應用。

目前，鎂合金激光表面強化研究中涉及較多的是以鋁粉為合金化元素，通過細化表層晶粒和生成Mg2Al3、Mg17Al12等鋁鎂金屬間化合物來改善鎂合金的耐蝕和耐磨性能［4－5］。此外，Majumdar等采用鎳粉、Al－SiC和 Al－Al2O3等復合粉體為強化原料對鎂合金進行了激光表面強化處理，使其耐蝕性和耐磨性得到了一定程度的改善，但仍存在組織不均勻、基體氣化嚴重以及相容性差等缺點［6－12］。TiB2具有密度小、熔點高、耐磨性和熱穩定好等特點，在鋼、鋁合金和鈦合金等基材的表面改性方面已得到了廣泛應用［13－14］。但從目前的報道來看，關于TiB2金屬陶瓷材料在鎂合金表面改性方面的研究較少。為提高鎂合金材料的耐蝕性能和耐磨性能，作者以Al－TiB2復合粉體為強化材料，采用激光熔覆工藝對鎂合金進行了表面強化處理，研究了鎂釓系鎂合金的激光熔覆行為，重點考察了TiB2含量對強化效果的影響、TiB2與基體的相容性及強化層的耐磨性。……