鋁合金表面激光熔覆AlFeMnSi系多主元合金涂層的組織與性能研究.pdf

1、鋁合金具有密度低、易加工、比強度和比剛度高等特點，在工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用。然而，鋁合金的表面硬度低、摩擦系數(shù)高、磨損量大，很大程度上限制了鋁合金的應(yīng)用范圍。通過激光熔覆可以在鋁合金表面獲得晶粒細(xì)小、致密而且結(jié)合性好的強化層。相比于傳統(tǒng)熔覆材料，多主元合金突破了傳統(tǒng)合金的設(shè)計理念，由多種主要元素組成，通過成分的改變，可以在很寬的范圍調(diào)整潤濕性以及硬質(zhì)相和韌性相的比例，有助于缺陷的控制。本文通過激光熔覆技術(shù)在鋁合金表面制備了Al-Fe-Mn

2、-Si系多主元合金涂層，研究了激光熔覆工藝、熔覆層的宏觀形貌、物相、顯微組織、顯微硬度及耐磨性能。
　　利用YAG激光器在6061鋁合金表面激光熔覆Al-Fe-Mn-Si系多主元合金涂層的工藝?yán)硐肴≈捣秶鸀椋簰呙杷俣萔=4~5mm/s、峰值功率pm=5~6kw、脈沖寬度tp=6~8ms、離焦量D=4~5mm、頻率f=8HZ。
　　利用優(yōu)化的激光熔覆工藝，在鋁合金表面得到的涂層宏觀質(zhì)量較好。熔覆層由等軸晶與樹枝晶組成，過渡區(qū)出

3、現(xiàn)平面晶組織。激光熔覆制備的AlFeMnSiZn多主元合金涂層和AlFeMnCoCrSix多主元合金涂層的相組成主要是具有簡單FCC結(jié)構(gòu)的α-Al固溶體，AlFeMnSiZn多主元合金涂層中還生成了少量金屬間化合物Al13Fe4和Al6Mn；AlFeMnCoCrSix多主元合金涂層中出現(xiàn)了金屬間化合物Al8Fe2Si、Al13Fe4、Al6Mn，且隨著Si含量的降低，生成的金屬間化合物增多。AlFeMnSiZn多主元合金涂層的表面顯微硬

4、度可達(dá)330HV0.2；相比于基體的硬度102 HV0.2，提高了2倍。AlFeMnCoCrSix多主元合金涂層比基體的硬度提高了3~7倍，其硬度變化趨勢：AlFeMnCoCrSi0.1涂層＞AlFeMnCoCrSi0.7涂層＞AlFeMnCoCrSi1涂層＞AlFeMnCoCrSi0.4涂層。磨損試驗結(jié)果表明，AlFeMnSiZn多主元合金涂層的磨損體積為基體磨損體積的1/4，磨損機(jī)制為粘著磨損和輕微的磨粒磨損同時作用。AlFeMnC