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“节能、绿色、环保”是当今工业的发展趋势,镁合金作为“21世纪的绿色工程材料”以其轻质高强的优异性能备受各行业的青睐,但由于镁合金材料耐腐蚀性、硬度、耐磨损性差,在某种程度上制约了它的应用。为了拓展和开发镁合金的潜力,针对镁合金耐蚀性、耐磨性差的问题,提出适当的表面改性方法,对镁合金现实应用有重要的意义。本文采用5kW横流CO2气体激光器在AZ31B镁合金表面进行了激光熔覆Al-Si合金涂层和Al-Si+Al2O3/TiO2复合涂层的试验,以期提高镁合金表面的耐磨性能和耐腐蚀性能。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度仪、摩擦磨损试验机以及电化学测量系统,深入分析和研究了两种熔覆层的显微组织、界面结合、成分分布、显微硬度、磨损性能以及抗腐蚀性能等。AZ31B镁合金表面激光熔覆低熔点Al-Si共晶合金粉的试验结果表明,涂层与基体结合界面清晰,形成了良好的冶金结合。与原始镁合金相比,涂层的晶粒明显得到细化。XRD分析结果表明涂层主要由Mg、Mg17Al12、Mg3Al2、Mg2Si、Al2Mg等物相组成。Al-Si涂层的显微硬度由基体50HV0.05提高到150HV0.05,是基体的3倍。从磨痕宽度、摩擦系数、磨损量三方面分析了涂层的耐磨性,磨痕宽度大约为780μm,比基材降低了35.0%;摩擦系数波动不大,平均摩擦系数是0.26左右,比基材降低0.34;磨损量大约为2.0×10-3g,比原始镁合金3.5×10-3g减少42.8%;电化学腐蚀试验分析表明Al-Si涂层的腐蚀电位为-1.14V,比基材-1.51V提高0.37V,腐蚀电流密度为0.0358A/cm2,比基材(0.1185A/cm2)降低了0.0827A/cm2;腐蚀质量0.0216g,比基材(0.0410g)减少47.0%。为了获得更良好的性能,把Al-Si粉末和Al2O3/TiO2陶瓷粉末以4:1、6:1、10:1的质量比混合,采用激光熔覆技术,分别获得良好的多道搭接冶金涂层。熔覆层组织均由灰色基体和树枝晶及弥散分布的白色颗粒状物质组成。物相分析表明,三种比例涂层均是由Mg17Al12、Al3Mg2、Mg2Si、Al2O3、TiO2五种化合物组成,比例6:1时,Al2O3、TiO2峰值较高,熔覆层中的陶瓷相最多。硬度检测表明,三种比例涂层硬度都有所提高,其最高硬度基本都在225HV0.05左右,比AZ31B镁合金基体50HV0.05提高3.5倍,且比单一Al-Si涂层的硬度150HV0.05还要提高50.0%;三种比例下涂层的磨痕宽度分别为430μm、400μm、450μm,远远小于原始镁合金;摩擦系数分别是0.25、0.25、0.27左右,比基体减少0.35、0.35、0.33;磨损量分别是0.8×10-3g、0.6×10-3g、1.0×10-3g,比原始镁合金减少77.1%、82.8%、71.4%;三种比例的涂层的腐蚀电位分别是-1.19V、-1.16V、-1.06V,均比基材(-1.51V)提高0.32V、0.35V、0.45V,而腐蚀电流均降低了一个数量级;腐蚀质量分别是0.0190g、0.0178g、0.0256g,比基材0.0410g减少53.6%、56.5%、37.5%。