鎂合金的電極電位低,容易腐蝕,耐蝕性差是阻礙鎂合金推廣應(yīng)用的主要瓶頸之一。目前尚未找到有效提高鎂合金耐腐蝕性能的合金化方法,改善其耐蝕性主要采用化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、陽(yáng)極氧化、電鍍、微弧氧化、熱噴涂等表面處理技術(shù)。而激光表面處理作為一種日益成熟的新型表面處理技術(shù),具有操作靈活、無(wú)污染、可有選擇性地對(duì)零件局部表面進(jìn)行改性等特點(diǎn),在金屬材料表面改性中已有許多成功的應(yīng)用實(shí)例。在鎂合金表面改性方面,激光重熔、激光涂覆鋁或鋁合金等方法被用來(lái)提高鎂合金的耐腐蝕性能;在激光涂覆層中加入Si、SiC顆粒還可以提高鎂合金的耐磨性。但相對(duì)而言,利用激光對(duì)鎂合金進(jìn)行表面改性的研究還很少。
現(xiàn)有研究可以利用Nd-YAG激光器對(duì)AZ31鎂合金板材表面進(jìn)行了激光重熔處理,考察了激光重熔表面處理對(duì)其顯微組織、硬度及耐腐蝕性能的影響。
用AZ31鎂合金熱軋板材作為研究材料,厚度為3mm。固定在保護(hù)箱內(nèi)并通氬氣保護(hù)。試樣表面用砂紙除去氧化皮,使之露出金屬光澤。使用Nd-YAG激光器,連續(xù)波輸出,輸出功率為1.5kW,光斑直徑為1.5mm。首先針對(duì)各種掃描速度的處理效果,優(yōu)化工藝,然后采用優(yōu)化的工藝參數(shù)進(jìn)行多道激光掃描,以獲得大面積的激光重熔表面。相鄰熔痕的搭接率取30%。
在激光功率為1.5kW和光斑直徑為1.5mm時(shí),掃描速度為20mm/s可獲得最好的表面處理效果。激光重熔處理層可分為重熔區(qū)和熱影響區(qū)兩部分,重熔區(qū)主要是胞狀晶組織,熱影響區(qū)主要是等軸晶組織。重熔區(qū)的晶粒明顯細(xì)化,硬度比基體增加約5%。Mg的優(yōu)先蒸發(fā)使激光重熔區(qū)中產(chǎn)生Al元素的富集。Al的富集以及晶粒細(xì)化可以形成更致密的氧化膜,減小電偶腐蝕傾向,有效提高了AZ31鎂合金的耐蝕性。(欣然)