激光加工技術是近幾十年來迅速發展起來的一門高新技術。綜述激光表麵改性技術在鐵合金上的研究與應用。探討激光表麵處理技術在鎂合金中應用的發展趨勢和廣闊前景。
鎂合金具有密度小，比強度、比剛度高，導熱性好，良好的電磁屏蔽特性和阻尼減震能力。鎂合金已經取代許多鋅、鋁、鑄鐵和鋼等材料，廣泛應用於航空航天、汽車、計算機、通訊等行業，特別是汽車行業對鎂合金零件的需求量急增，使鎂合金的應用表現出強勁的發展勢頭。然而，鎂合金較差的耐磨性、耐蝕性製約著鎂合金潛力的發揮。因此，鎂合金的表麵處理技術受到研究者的高度重視。
激光表麵處理技術是近十幾年發展起來的一門新技術，相對於目前的鎂合金材料表麵改性處理技術，激光法由於能進行局部快速加熱和通過選擇波長使其產生特定的化學反應，所以對材料表麵改性更能起到巨大的作用。激光表麵處理方法主要有激光表麵相變及衝擊硬化、激光表麵熔凝、激光表麵合金化及激光表麵熔覆等。其中，運用在鎂合金中的激光表麵改性技術主要是激光熔凝、激光合金化及激光熔覆。
1、鎂合金激光表麵熔凝
激光熔凝是利用高功率密度的激光在極短的時間內與金屬交互作用，將金屬表麵局部區域瞬時加熱到相當高的溫度並使之熔化，隨後借助於冷態的金屬基體吸熱和傳熱過程使熔化的金屬表層快速凝固，從而改變零件表層組織和性能。由於這一過程是在快速加熱和快速冷卻下完成的，所以得到的硬化層組織較細，硬度也高於常規淬火的硬度。這種技術提高了金屬材料及零件的表麵硬度、耐磨性、耐蝕性及強度和高溫性能等。
在真空條件下，高亞麗等對AZ91HP鎂合金進行了激光熔凝處理。結果發現鎂合金激光熔凝層主要是由α3/Mg相和β-Mg17Al12相所構成。隨著激光掃描速度的增加，熔凝層硬度、耐磨性也隨之增加。但在不同掃描速度下，激光熔凝層耐蝕性較基體鎂合金有所降低，且隨著掃描速度的降低，熔凝層耐蝕性下降幅度增大。
AKousomichalis、曾愛平等用KrF激光在真空條件下照射打磨過的AZ3lB4H試樣表麵。發現試樣表麵顯微形貌為波紋狀，並且激光處理後表麵與沒有處理的試樣相比呈張應力。激光處理層30μm顯微硬度比基體的低，激光處理過的試樣耐蝕性有較大的提高。
采用Nd:YAG激光器，DDube等對AZ91D和AM06B兩種鎂合金進行了激光熔凝處理，其微觀結構呈樹枝狀，晶粒得到細化，雖然經過激光熱處理的AM60B鎂合金的腐蝕性能高於AZ91D，但並沒有獲得顯著的提高。甚至在某些工藝參數下會顯著降低耐腐蝕性能。Yaojun等在AZ91D鎂合金表麵進行激光熔凝，熔凝層形成的微觀組織結構較均勻，相應地提高了激光熔凝層的耐磨性。利用2kW連續波的CO2激光器，G.Abas等對A3Z1、AZ61和WE43鎂合金表麵進行激光熔凝，熔凝試樣在20℃下被浸沒在pH值為10.5的氯化鈉(質量分數為5%)溶液中10d，結果顯示經過激光熔凝後的鎂合金的耐蝕性得到了提高，細化了合金的微觀結構，增加了合金元素在。相固溶體中的濃度，使β相分布得更均勻，形成了1層耐蝕層。
2、鎂合金激光表麵合金化
激光表麵合金化是通過熔化基體表麵預先塗覆的膜層和部分基體，或者在表麵熔化的同時注人某些粉末，膜層或表麵在熔池中液態混合後發生快速凝固，從而在表麵形成1層具有期望性能的合金薄層，以提高基體性能。近些年來，鋁及鋁合金激光表麵合金化研究比較活躍，而對於鎂及鎂合金的激光表麵合金化的研究並不很多。
WangAA等在鎂基體上用激光進行Mg和Al合金化處理，通過TEM的選區電子衍射斑點發現了鎂鋁合金的存在，其樣品的抗腐蝕性能優於鑄鎂和鎂合金。RGalun等采用鋁、銅、鎳和矽等元素，使用5kWCO2激光器對鎂合金表麵進行合金化.熔化深度為700-1200μm，表麵硬度達到250HV。表麵合金層合金元素的質量分數為15%-55%，加人銅合金時，抗腐蝕性能有較大改善，而加人鋁合金時抗腐蝕性能顯著增強。
3、鎂合金激光表麵熔覆
激光熔覆技術是利用高能密度激光束將具有不同成分、性能的合金與基體表麵快速熔化，在基體表麵形成與基體具有完全不同成分和性能的合金層的快速凝固過程。生成的表層合金層把基體與腐蝕介質隔絕開，材料的腐蝕性能就由合金層決定。鎂合金激光表麵處理由於不需要真空等苛刻的環境條件，對工件尺寸限製較小，近年來，隨著激光熔覆技術的不斷完善，其在鎂合金表麵抗蝕性方麵的應用越來越受到國內外研究者的重視。
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