激光处理2024铝合金表面形成镍铝涂层的研究



激光处理2024铝合金表面形成镍铝涂层的研究

铝合金是应用最广的有色合金，但由于低硬度和低耐磨性限制了其在某些领域的应用。表面改性技术可以改善金属材料的表面性能，其中激光表面合金化对铝合金是一种有效的方法。以往的激光工艺更多将注意力放在形成一种硬的陶瓷层上，陶瓷层虽然可以确保耐磨性，但增加了表层的脆性倾向。Ni-Al金属间化合物具有高的强度和抗氧化性能，还能降低表层的裂纹倾向。因此，进行铝合金与Ni粉末的激光合金化可以形成高耐磨性且无裂纹的Ni-Al金属间化合物涂层。

使用粒径约20μm的纯Ni粉末，形成浆液并用喷枪将其喷在2024铝合金块表面。使用2kW连续波Nd:YAG激光器（光斑直径1.5mm）在不同的输出功率和扫描速度下熔化喷涂层和基体。然后对样品进行金相、X射线衍射、显微硬度以及耐磨性等检测与试验。

金相分析证实，铝合金表层没有裂纹和孔洞，且与基体形成冶金结合。激光处理参数极大影响表层的显微组织，给定的一组参数为：激光功率800W、光斑直径1.5mm、扫描速度8mm/s、重叠率30%。在这组参数下可以形成细致均匀的镍铝金属间化合物层，其厚度为0.6mm，表面硬度600HV0.2，耐磨性比基体高4倍。

刊名：Materials Science and Technology（英）

刊期：2013年第3期

作者：Y.S.Tian,R.Ge

编译：张英才