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热压法制备镁铝复合板的层界面组织与性能研究

时间:2015-11-18 12:18:00 编辑:黄金城gcgc手机版 浏览:
黄金城gcgc手机版2015-11-18讯:

与其他金属材料相比,镁及镁合金有很多突出的工艺及性能特点,广泛应用于汽车、通信、电子和航空等行业。然而腐蚀是镁及镁合金存在的主要问题之一,长期以来极大地限制了镁合金在工程领域的广泛应用,使镁合金的优良性能得不到发挥。铝密度低,氧化膜比较致密、耐蚀性优良,因此采用铝板包覆在镁合金表面可制备出同时兼具镁合金与铝板材性能优势的层状复合材料。真空扩散焊是常见的镁铝复合方法之一,但是一般要求较高的真空度和较长的时间。最近,镁合金与铝合金采用角度爆炸焊,实现了镁铝复合,但爆炸焊所用的铝基体较厚,作为镁合金表面防腐不适用。有研究表明,在大气环境下,采用热压法,通过添加中间层材料,保温保压2h可实现镁铝异种金属连接。在上述研究的基础上,本文对加热方式进行改进,将热压压头与试样直接接触,保温保压1min,成功制备了镁铝层状复合板。

镁合金基体为AZ31B,覆盖层为纯铝1050。中间层为镁铝共晶合金粉末:Mg-31at%Al和Mg-62at%Al,合金粉末经100目筛选,直径小于0.15mm。将AZ31B和纯铝分别切割成100mm×100mm×2mm、100mm×100mm×0.8mm,并用600#SiC砂纸机械打磨光洁。中间层粉末均匀铺在AZ31B与纯铝之间。待压头升至指定温度,将组合好的试样放于压头下,并将压头压下,保持AZ31B与纯铝之间有30MPa压力,在此温度持续30s后,切断压头电热丝电源,继续保持压力30s后,升起压头,取出试样。其中中间层为镁铝共晶合金粉末I(Mg-Al31at%)时,压头温度升至480℃,制备试样A;中间层为镁铝共晶合金粉末II(Mg-Al62at%)时,压头温度为500℃,制备试样B。
以镁铝共晶合金粉末Mg-31at%Al和Mg-62at%Al作为中间层,分别在460、480℃热压30s,在压力30MPa持续60s,在大气环境下可实现AZ31B与纯铝板的连接。当中间层粉末为Mg-31at%Al,热压温度为480℃时,连接界面抗拉强度可达24MPa。中间层与两侧基体发生明显扩散,使中间层与两侧基体实现冶金结合。连接界面处较厚的金属间化合物层是连接界面强度的薄弱位置。



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