[发明专利]制备镁合金表面细晶复合层的方法

说明书

技术领域

本发明属于表面改性技术领域，涉及表面细晶化和表面耐磨性能的提高。

背景技术

发明专利“镁合金表面SiC+Al堆焊方法”(申请号200410089271.5)公开了一种镁合金表面SiC+Al堆焊方法，将镁合金工件表面用砂纸打磨，去除氧化物，再用酒精冲洗，在空气中干燥；将SiC和Al粉料按颗粒度和体积比SiC/Al混合后加入粘结剂，搅拌均匀，制成涂敷材料；将配制好的涂敷材料均匀地涂在镁合金工件表面，然后将具有涂层的镁合金工件烘干；对具有涂层的镁合金工件表面进行惰性气体保护钨极电弧堆焊重熔处理，调节焊接电流，焊接速度和焊枪角度，选择保护气体和保护气流量，选用钨极直径。该技术的不足之处是能耗较大，工艺比较复杂，容易使镁合金表面产生氧化。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备镁合金表面细晶复合层的方法，提高镁合金表面的耐蚀性和耐磨性。

本发明是一种制备镁合金表面细晶复合层的方法，采用铸造成形的镁合金，或采用半固态成形的镁合金，其特征在于在镁合金表面开出沟槽，向沟槽中填充粉状SiC，然后进行搅拌摩擦加工，在镁合金表面形成细晶复合组织。

本发明的有益效果为：1：有多重的技术效果，SiC粒子在搅拌摩擦加工过程中会与镁合金基体充分混合，在热机械作用均匀分布，充分提高镁合金的抗磨损性能。而且通过搅拌摩擦加工可以显著细化晶粒，均匀化合金组织，消除铸造态组织的缺陷。晶粒细化对镁合金强度和塑性的改善效果比较明显，细化晶粒能促进晶界协调滑移变形能力，提高镁合金的力学性能和塑性变形能力。再者，相组成和微观组织特征是影响镁合金耐蚀性的重要因素，晶粒细小、微观组织均匀且无成份偏析的镁合金，有助于在镁合金表面形成保护性氧化膜和消除微电池效应。明显改善镁合金的抗腐蚀性能。2：工艺简单，操作方便，无需专用设备，借用搅拌摩擦焊机即可。而且工件的形状大小不受限制，只要是一个平面就可加工。不受加工环境的限制，不用考虑镁合金的氧化等问题。

附图说明

图1是本发明对金属型铸造获得的AZ91D镁合金进行处理获得的镁合金表面耐磨细晶复合层的电镜显微组织图，图2是本发明对半固态成形方式获得的AZ91D镁合金进行处理获得的镁合金表面耐磨细晶复合层的电镜显微组织图。

具体实施方式

本发明是一种制备镁合金表面细晶复合层的方法，采用铸造成形的镁合金，或采用半固态成形的镁合金，首先对镁合金表面进行打磨，在镁合金表面开出沟槽，向沟槽中填充粉状SiC，然后进行搅拌摩擦加工，在镁合金表面形成细晶复合组织。

对用传统金属型铸造获得的AZ91D镁合金，首先对镁合金表面进行打磨，选用轴肩直径18mm，搅拌针直径6mm、高4mm的搅拌摩擦头。在镁合金板表面开出4.2mm深，1mm宽，间距为5mm的多道沟槽，均匀填充好SiC粉。装卡到搅拌摩擦焊机上在特定的焊接参数下进行加工，搅拌摩擦焊机的转速为200～500转/每分，焊速150～450mm/每秒。得到如图1所示的一层晶粒细小、组织均匀致密、SiC粒子分布均匀、无铸造缺陷的细晶组织。

对用半固态成形方式获得的AZ91D镁合金，首先对镁合金表面进行打磨，选用轴肩直径18mm，搅拌针直径6mm、高4mm的搅拌摩擦头。在镁合金板表面开出4.2mm深，1mm宽，间距为5mm的多道沟槽，均匀填充好SiC粉。装卡到搅拌摩擦焊机上在特定的焊接参数下进行加工，搅拌摩擦焊机的转速200～500转/每分，焊速150～450mm/每秒。得到如图2所示的一层晶粒细小、组织均一致密、SiC粒子分布均匀、无铸造缺陷的细晶组织。