AM60-6061、AM60-A390液固復(fù)合工藝與界面組織性能的研究.pdf

1、鋁合金與鎂合金是應(yīng)用于汽車行業(yè)的重要材料，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，鋁合金的機(jī)械性能、力學(xué)性能較好，而鎂合金密度較小，應(yīng)用在汽車領(lǐng)域可以減輕汽車重量，節(jié)能減排。本文希望通過鎂鋁液固復(fù)合的方法來獲得兼具了兩者優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合金屬材料，在保證鎂鋁合金本身性能不受影響的前提下，兼顧鋁合金與鎂合金的性能特點(diǎn)，提升整體性能。在具體的材料選擇上，本文選擇了AM60/6061、AM60/A390來研究鎂鋁異種金屬連接。
　　眾所周知，鋁合金與鎂合金熔點(diǎn)較低，并

2、且極易與氧氣反應(yīng)在表面形成氧化膜。而鋁合金的氧化膜質(zhì)地致密，在復(fù)合過程中會阻礙兩者之間的冶金結(jié)合。本文通過鋅酸鹽浸鋅處理解決了這一問題。即在進(jìn)行復(fù)合之前，對鋁合金基底進(jìn)行浸鋅處理，去除掉鋁合金表面的致密氧化膜，并覆蓋上一層致密的鋅膜。實驗表明:通過對浸鋅工藝的調(diào)整，鋅酸鹽浸鋅表面處理可有效改善6061、A390鋁基體的潤濕性。
　　在復(fù)合階段，使用自制高真空液固復(fù)合裝置進(jìn)行AM60/6061、AM60/A390的液固復(fù)合。本文主要

3、通過對預(yù)熱溫度與預(yù)熱時間的調(diào)控來獲得最優(yōu)的鎂鋁液固復(fù)合效果。實驗表明:AM60/6061、AM60/A390的最合適的復(fù)合工藝分別是650℃、95S和700℃、140S。
　　本文對AM60/6061與AM60/A390的組織結(jié)構(gòu)和抗剪切強(qiáng)度進(jìn)行了測試和分析。測試和分析表明:AM60/6061的中間過渡層的組織結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了明顯的分層結(jié)構(gòu)，分別是α-Al相、α-Al+β-Al3Mg2相、β-Al3Mg2+γ-Mg17Al12相、γ-

4、Mg17Al12+δ-Mg相和δ-Mg相。AM60/A390的則是網(wǎng)狀β-Mg17Al12結(jié)構(gòu)，并在靠近Al基體一側(cè)有Mg2Si片層。Mg2Si片層對Al、Mg的互相擴(kuò)散起到了阻擋作用，使得AM60/A390的過渡層金屬間化合物少于AM60/6061?？辜魪?qiáng)度的檢測發(fā)現(xiàn)AM60/6061的抗剪切強(qiáng)度約為10-20MPa，低于AM60/A390的30-40MPa。
　　本文通過在熔融鎂合金中加入1.3 wt.％Ca元素來改善AM60

5、/A390的界面組織與力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn):Ca元素的加入使得AM60/A390界面寬度變窄，Mg17Al12網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變得不發(fā)達(dá)。其原因可能是:1、Ca與Al形成異質(zhì)形核核心(Al2Ca)，從而增加Mg的形核點(diǎn)，使得β-Mg17Al12相對減少。2、Ca元素富集在β-Mg17Al12晶界阻礙β-Mg17Al12長大。加入1.3wt.％Ca的比未加入Ca的AM60/A390復(fù)合試樣的抗剪強(qiáng)度提高約18.6％，達(dá)到45.2MPa。