az91d 镁合金扩散连接铝箔的显微组织及性能研究 - 中国显微图像网.pdfVIP

AZ91D 镁合金扩散连接铝箔的显微组织及性能研究1 1 1,2 1 1 付晓鹏 ，梁伟 ，李线绒 ，薛晋波 1 太原理工大学材料科学与工程学院，太原（030024 ） 2 新材料界面科学与工程教育部重点实验室，太原（030024 ） E-mail: anan150@ 摘 要:在大气环境中、恒定压力作用下，使用镁铝共晶合金粉末作为连接剂在AZ91D 镁合 金表面扩散连接铝箔。利用扫描电子显微镜分析了铝箔与镁合金结合界面的显微组织结构， 通过电化学腐蚀实验及球盘磨损实验对连接试样表面的耐腐蚀性和耐磨性进行了测试。结果 表明，结合界面由 Al3Mg2 层、Mg17Al12 层、镁铝共晶层、镁铝锌化合物层组成，试样的耐 性蚀、耐磨性较AZ91D 镁合金均有提高。 关键词：镁合金；扩散连接；耐蚀性；耐磨性 中图法分类号：TG146. 4 1. 引言 镁及镁合金因其比强度高，资源丰富，电磁屏蔽性能优异，易于回收等众多优异的特性 而得到了越来越广泛的应用[1] 。然而，镁及其合金的耐腐蚀性能极差，在很大程度上限制了 它的进一步应用[2] [3-4] 。如何提高镁及镁合金的耐腐蚀性能自然成为研究的热点 。与镁相比， 铝具有优良的耐腐蚀性能、塑性和表面可修饰性[5] 。因此在镁合金基体上连接或涂覆铝材料， 可以使镁合金的耐蚀性大大提高[6-8] 。本课题组采用扩散连接技术，在纯镁表面连接铝箔， 测试了其耐腐蚀性[9] 。本文尝试在连接剂中加入锌粉以降低扩散温度，并对AZ91D 镁合金 连接铝箔后的性能做了进一步测试。 2. 试验材料与方法 实验使用铸态AZ91D 镁合金锭（成分见表 1），铝箔（含量≥99.7wt. %，厚度50μm ）， 镁铝共晶合金粉末（Mg-31(at.%)Al ，粒度100 目），锌粉（含量≥90wt. %，粒度200 目）。 表1 AZ91D 镁合金化学成分(wt.%) Tab.1 Chemical composition of AZ91D magnesium alloy (wt.%) Al Zn Mn Si Fe Ni Cu Be 9.32 0.68 0.20 0.048 0.0031 0.0005 0.001 0.0010 将镁合金锭切割成 10mm×10mm×5mm 的试样，先后经600#、1000#SiC 砂纸打磨后用 丙酮除去表面油污备用。将镁铝共晶合金粉和锌粉按质量比2 ：1 充分混合，在试样上表面 均匀覆盖一层混合粉，然后用铝箔覆盖，放入自制的模具中，置于管式电阻炉中加热，为防 止试样氧化，加热前在模具顶部加以25MPa 的压力。温度到达420 ℃后保温2h ，卸载，试 样随炉冷却至室温后取出。实验装置如图1 所示。 连接后的试样用JSM6700-F 型扫描电镜观察结合界面微观组织结构，用OXFORD INCA 能谱仪进行连接界面成分分析，用 PS-168A 型电化学测量系统对连接铝箔前后的试样在 5wt.% NaCl 水溶液中的电化学腐蚀行为进行测试，用BDW-3 型球盘磨损实验机测试了表面 耐磨性。 1本课题得到山西省自然科学基金（2006011051 ）和山西省归国留学人员基金（2007-25 ）的资助。 - 1 - Pressure