AZ91D镁合金表面低压冷喷涂Cu基复合涂层及性能研究
摘要
AZ91D镁合金零件在铸造成型以及服役过程中极易出现各类缺陷，导致镁合金构
件服役时间缩短或失效，因此该类镁合金构件的修复和再制造工艺十分重要。为了对
AZ91D镁合金构件进行修复和防护，本文采用不同工艺对喷涂粉末进行球磨处理后采
用低压冷喷涂技术在AZ91D镁合金表面制备了Cu-Ni-AlO复合涂层和Cu-Ni-Al-AlO
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复合涂层，探究通过该技术延长镁合金构件服役寿命的可行性。
Cu-Ni-AlOSEMEDSXRD
本文首先制备了23复合涂层，采用、、金相显微镜和等
分析Cu-Ni-AlO涂层形貌、成分及微观结构，结果证明复合涂层具有良好的致密性，
23
涂层各相结合致密，没有出现较大的孔隙以及穿孔现象，涂层在制备过程中未发生相变。
NiCu
力学性能测试结果表明适当的含量可以有效提高基复合涂层的硬度、结合强度和
耐磨性，且可以提高喷涂粉末的沉积效率，最高为36.3%。耐蚀性测试结果表明铜镍质
7:3
量比为时涂层具有最好的耐蚀性，可在腐蚀介质中保持长期稳定状态。
Cu-21%Ni-AlOAlCu-Ni-Al-AlO
本文在23复合涂层中掺杂不同质量分数的以制备23
复合涂层，目的是进一步提升粉末沉积效果和涂层性能。经测试证明Al的掺杂可以提
高涂层的致密性，孔隙率降低至0.32%，并降低涂层的残余应力。力学性能测试表明
Al35.9MPaAl
的掺杂可以提高涂层的结合强度至，并降低涂层的摩擦系数，当含量为
20%时还可提升涂层硬度至156HV。掺杂Al粉后，粉末沉积效率略有下降，且涂层
0.1
Al
的耐蚀性能明显下降，含量过高时涂层会出现开裂和穿孔现象。
本文对制备Cu-Ni-20%Al-AlO复合涂层的喷涂粉末进行球磨处理。球磨处理后粉
23
末形貌发生变化，转速为200r/min时粉末形貌转变为Al为外壳，Cu、Ni为核心的核
壳结构粉末，且粒径降低，制备的涂层的致密度得到提升，残余应力升高。当球磨转速
为200r/min时，粉末沉积效率为41.6%，涂层结合强度达到40.3MPa。涂层的耐磨性
随球磨转速的升高而升高，涂层硬度变化不明显。涂层耐蚀性测试结果表明适当的球磨
处理可以提高涂层的耐蚀性，当球磨转速为200r/min时，涂层保护率为96.95%，呈现
出良好的耐蚀性能。
AZ91DCu
关键词：镁合金；低压冷喷涂；基复合涂层；球磨处理；力学性能；耐
蚀性能
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AZ91D镁合金表面低压冷喷涂Cu基复合涂层及性能研究
Abstract
Therearevariousdefectsintheprocessofcasting,formingandserviceforAZ91D
magnesiumalloyparts,re