[發明專利]一種改善鋁鎂異質金屬鉚接頭性能的激光熔覆粉料

有效

• 申請號: 202110201767.0
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112981396B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 周吉學;晁延吉;劉洪濤;齊志峰;李濤;劉運騰;楊化冰;吳建華;王娜娜;馬百常;王西濤
• 申請（專利權）人: 山東省科學院新材料研究所
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C21/00;C22C32/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本公開涉及輕質合金連接技術領域，具體為一種改善鋁鎂異質金屬鉚接頭性能的激光熔覆粉料，包括如下重量百分數的原料Mg：1.3％～3.4％，Er：0.1～1.2％，Sm：0.2～0.9％，B₄C：0.5～4.7％，Si₃N₄：3.2～6.8％，ZrO₂：2.3％～7.2％，Al為余量。基于鋁?鎂合金獨特的物理化學性質，本公開提供了一種改善鋁鎂異質金屬鉚接頭性能的激光熔覆粉料，通過在鋁?鎂異質合金鉚接頭周邊區域熔覆生成一種整體防護層，大幅改善了鋁?鎂異質合金鉚接頭的力學性能、耐磨性能及防腐性能。

技術領域

本發明涉及輕質合金連接技術領域，具體為一種改善鋁鎂異質金屬鉚接頭性能的激光熔覆粉料。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

能源短缺和環境污染是當今世界的突出問題，減輕自身重量成為汽車、航空航天等領域減少環境污染和節約能源的有效方法。據統計汽車質量每降低100千克，油耗就可減少0.7升。在航空航天器中，結構件重量的降低帶來燃油費用的減少，則是汽車工業的100倍。高的比強度高、比剛度以及優異的電磁屏蔽性能抗輻射能力強，使得鎂合金在航空、航天、電子、汽車和國防軍事等領域具有廣泛的應用，被譽為21世紀的綠色工程材料。在汽車領域，鎂合金除可用作儀表盤基座、座位框架、方向盤軸、變速箱外殼等外，還被考慮用于發動機、汽車底盤等關鍵部位，在汽車領域具有廣闊的應用前景。

鉚接技術是擴大鋁、鎂輕質合金應用的關鍵技術之一，該技術由于沒有熱輸入、可有效避免熱連接所引起的界面脆相、接頭軟化等問題，而被廣泛應用于汽車制造。然而鋁-鎂鉚接技術同時也存在塑性變形過程鉚接頭內部或底座易開裂，異質材料鉚接易腐蝕、松動等問題。

激光熔覆技術是二十世紀九十年代末出現的一項新興技術，它是用高能量密度的激光束將不同成份的粉料與基體表面快速熔化，從而在基材表面形成一層與基材具有完全不同成份和性能的表面防護層。激光熔覆由于加熱速度快、熔覆層的組織均勻致密，微觀缺陷較少，性能優異。此外，激光熔覆對基材熱影響小，不容易引起基材畸變，還具有綠色環保等優勢。

陶瓷粉末材料具有高硬度、高強度及較好的耐磨耐蝕性能，可作為增強粒子。目前國內外通過激光熔覆技術將陶瓷粉末作為增強相進行基材增強的研究還主要集中在鋼材領域。

發明內容

為了解決鋁-鎂異質金屬鉚接頭存在的突出問題，引入了激光熔覆技術對鋁-鎂異質金屬鉚接頭進行補強及表面整體防護。基于鋁-鎂合金獨特的物理化學性質，本公開提供了一種改善鋁-鎂異質金屬鉚接頭性能的激光熔覆粉料，通過在鋁-鎂異質合金鉚接頭周邊區域熔覆生成一種整體防護層，大幅改善了鋁-鎂異質合金鉚接頭的力學性能、耐磨性能及防腐性能。

具體地，本公開的技術方案如下所述：

在本公開的第一方面，本公開提供了一種改善鋁鎂異質金屬鉚接頭性能的激光熔覆粉料，包括如下重量百分數的原料Mg：1.3％～3.4％，Er：0.1～1.2％，Sm：0.2～0.9％，B₄C：0.5～4.7％，Si₃N₄：3.2～6.8％，ZrO₂：2.3％～7.2％，Al為余量。

在本公開的第二方面，本公開提供了一種改善鋁鎂異質金屬鉚接頭性能的激光熔覆粉料，包括：

采用機械方法對鋁-鎂異質金屬鉚接件進行表面處理，使其表面平整，連接處平穩過渡，便于激光熔覆；選用上述的激光熔覆粉料對鋁-鎂異質金屬鉚接件的連接區進行激光熔覆。

在本公開的第三方面，本公開提供了一種改善鋁鎂異質金屬鉚接頭性能的激光熔覆粉料和/或一種激光熔覆成形改善鋁-鎂異質金屬鉚接頭的方法在輕質合金連接技術領域中的應用。