涂层厚度对AZ91D镁合金WC涂层性能影响研究

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1、第30卷第2期2012年4月中国民航大学学报JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01．30No．2April2012涂层厚度对AZ91D镁合金WC涂层性能影响研究冯日宝，李强，丁坤英(中国民航大学理学院。天津300300)摘要：采用JP一5000超音速火焰喷涂技术在AZ91D镁合金表面喷涂WC—lOC04Cr涂层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计等设备和浸泡腐蚀实验来分析WC涂层的组织结构和性能。结果表明：WC涂层均匀、致密，孔隙较少。潦层与基体结合紧密，无裂纹

2、，无剥离；WC发生分解形成W2c，分解率与火焰作用时问有关：随涂层厚度的增加，涂层的显微硬度有增大的趋势；WC涂层提高了镁合金的耐腐蚀性。关键词：超音速火焰喷涂；AZ9ID镁合金；WC一10C04Cr涂层；厚度；耐腐蚀性中图分类号：TGl74．4文献标志码：A文章编号：1674--5590(2012102-0035一)4EffectofcoatingthicknessonpropertiesofWC／AZ91DMagnesiumalloyFENGRi-bao，LIQi嘴，DINGKun-ying(CollegeoyS

3、cience，CAUC，Tiwtjin300300，China)Abstract：Inthismudy，WC-10C04CrcoatingisusedtoprotectAZ91DMagnesiumalloybyJP-5000hishvelocityoxyfuel(HVOF)．InordertostudytheeffectofsprayparametersatinterfacebetweenthesurfaceofAZ91DMag-nesiumalloyandthecoating,theSEM，EDS．XRDandot

4、heranalyticalmethodswereusedformaterialstrue—tureandcompositiontest．ExperimentalresultsshowedthatWCcoatingwaguniform，compact,lowerporosityandnOcracks．ThereWaganewphaseofW2CexistedinthecoatingafterthedecompositionofWCinsprayprocess．Itsdecompositionofratewaseffee

5、tedbythesprayingtime．Themicm—hardnessofcoatinghadanin—creasingtendency8．8itsthicknesswasincreased．CorrosiontestshowedthatWCeoatingcouldeffectivelyiso—latetheerosionfromtheenvironmenttoprotecttheMagnesiumalloy．，。Keywords：higIlvelocityoxyfuel；AZ91DMagnesiumahoy；W

6、C一10C04Crcoating；thickness；anti—erosion镁合金性能优异，已经在IT行业、造船业、摩托车行业等领域得到了广泛的应用【”。例如：镁合金替代汽车上的钢铁构件已成为近年来的发展趋势，在航空航天中的应用前景也将越来越广，被誉为2l世纪最有前途的绿色结构材料∞。但是，镁的标准电极电位约为一2．37V，电负性很强，因此具有很高的化学活泼性，导致镁及其合金在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中会发生严重的化学腐蚀。镁及其合金腐蚀形成的表面氧化膜通常为疏松多孔，很难抑制腐蚀环境对基体的进一步腐蚀。因此

7、，耐腐蚀性较差已成为镁及其合金广泛应用的最大障碍。目前，对于镁合金的防护技术主要采用两种途径：一方面，通过提高镁合金自身的耐蚀性，力图通过净化合金成分和修改不合理的设计、减少熔炼过程的夹杂、减轻表面污染、避免电偶对等方法，达到降低镁合金构件腐蚀速率的目的，从而提高镁合金本身的耐腐蚀性；另一方面，通过表面改性提高镁合金的耐蚀性，通过在镁合金基体表面制备保护层，形成耐蚀屏障，实现对镁合金基体的有效保护。由于提高镁合金的纯度或开发出高耐蚀性能的新型镁合金往往成本高且效果有限，因此对镁合金进行表面处理是改善镁合金表面性能的有

8、效方法，也是提高镁合金耐腐蚀性、耐高温、抗氧化的重要手段阿。本研究主要采用超音速火焰喷涂技术，在镁合金基体上制备碳化钨防护涂层，以增强其抗腐蚀性和耐磨性。通过利用碳化钨质硬、耐磨、致密、孔隙率低的优良特性形成镁合金表面防护涂层，从而提高镁合金的耐腐蚀性和耐磨性，以拓宽镁合金的使用领域。收稿日期：2012-01—10；修回日期：2012-02-2