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本文通过在综合性能较好的AM50合金中加入Si,引进高熔点的Mg2Si强化相,同时引进新的合金化元素Ca、Y,通过复合合金化提高Mg-5Al-1Si基压铸镁合金的耐热性能。
研究发现,在Mg-5Al-1Si基镁合金中加入Ca、Y后,合金的组织得到细化,力学性能明显提高。在Mg-5Al-1Si基合金中添加Ca后,CaSi2相可以作为Mg2Si相的非均质形核核心,有利于合金显微组织的细化。在200℃/50MPa条件下,ASYC58合金的稳态蠕变速率从AS51合金的8.25×10-6/sec降低到2.62×10-6/sec,蠕变性能提高了3倍多。Si和Y的加入有利于提高镁合金的流动性,而Ca的加入使镁合金的流动性略有下降。
稀土Y的加入能有效地提高镁合金的耐蚀性能。ASYC53、ASYC58合金的盐雾腐蚀速率都低于0.10mg/cm2/day,耐蚀性优于AM50和AZ91D合金,达到汽车动力总成系统部件要求盐雾试验低于0.25mg/cm2/day的水平。
采用上海交通大学自主开发JDHM专利耐热镁合金进行了赛车发动机汽缸套的产业化技术开发,通过对汽缸套的结构以及压铸工艺参数进行优化,压铸出了合格的产品,成品率达70%以上。压铸的耐热镁合金汽缸套产品已经通过了日方的性能评测,形成了规模化生产能力。
利用Nd:YAG激光器对AZ31B镁合金板材进行了激光重熔表面处理。激光重熔层的组织可分为热影响区、胞状晶区两部分,重熔层的晶粒得到了明显细化。Mg的优先蒸发导致重熔层中Al含量的提高。Al元素的富集和晶粒细化是激光重熔处理提高AZ31B镁合金耐蚀性的主要原因。
对AZ31B镁合金板材进行了热喷涂Al表面处理。由于热喷涂Al涂层中存在气孔,涂层对基体合金的保护作用有限。在450℃和0.6kg/cm2压力下进行2小时热压处理后,涂层与基体形成了扩散结合层,同时涂层中的气孔得到焊合,从而产生了良好的耐腐蚀效果。