Title

LIQUID PHASE TECHNOLOGIES FOR SURFACE TREATMENT OF Al AND Mg ALLOYS

LIQUID PHASE TECHNOLOGIES FOR SURFACE TREATMENT OF Al AND Mg ALLOYS

Authorship

ZENKER, ROLF

ZENKER, ROLF

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DOI

10.5151/2594-5327-16826

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Abstract

The paper describes specific requirements to be met by the beam guiding systems for geometry and material related surface treatment of Al and Mg alloys. For different EB technologies (remelting, densifying, alloying, dispersing) the influence of beam parameters and energy transfer conditions (single- and multi-process technologies) on microstructure of the materials and its properties will be discussed. Under optimum conditions fine grained and homogenous layers with a thickness up to 1.5...5 mm without pores or cracks and with a very good metallurgical contact to the basic material without gaps can be produced. Using multi-process technology in case of EB alloying the maximum hardness of layers on Al alloys AlZnMgCu1.5, AlSi10Mg, as well as AlSi21Ni7Cu3 and AlSi30 achieved values up to 500HV0.1 and wear rate decreases by a factor of 10. The scratch energy density by EB alloying achieves a maximum improvement of factor 10...25. The EB alloying of Mg alloys MgAl9Zn1 and MgAl3Zn1, performed by single- and double-staged processes results in layers thickness up to 3 mm and noteworthy changes of mechanical properties (hardness by factor 4 up to 300HV0.3). In this case corrosion resistance is nearly comparable to those of a rapid solidified Al alloy.

Este artigo descreve os requisitos específicos necessários aos sistemas orientadores de feixe para a geometria do material relacionado com o tratamento de superfícies de ligas de Al e Mg. Será discutida a influência dos parâmetros do feixe e as condições de transferência de energia (tecnologias de processos simples e múltiplos) na microestrutura dos materiais, e as suas propriedades para as diferentes tecnologias de feixe de electrões (refusão, densificação, liga, dispersão). Em condições ideais é possível produzir camadas de granulação fina e homogénea, com uma espessura até 1.5...5 mm sem poros ou rachas e de bom contacto metalúrgico com o material básico sem fendas. Com a utilização de uma tecnologia de processos múltiplos no caso da liga do feixe de electrões, a resistência das camadas das ligas de AI AlZnMgCu1.5, AlSi10Mg, bem como das ligas AlSi21Ni7Cu3 e AlSi30 alcançam valores até 500HV 0.10, e a taxa de desgaste desce para um factor de 10. A densidade de energia por danos de liga de feixe de electrões alcança um melhoramento de factor 10... 25. A liga de feixe de electrões da liga de Mg MgAl9Zn1 e MgAl3Zn, levada a cabo por processos de fase simples e dupla resulta num espessamento das camadas até 3 mm e em alterações de propriedades mecânicas (resistência de factor 4 até 300 HV 0.3). Neste caso, a resistência à corrosão é aproximadamente comparável à da solidificação rápida da liga de Al.

Keywords

Electron beam; Multi-process technologies; Alloying; Surface treatment; Al alloys; Mg alloys.

Feixe de electrões; Liga; Tecnologias de processos múltiplos; Tratamento de superfícies; Ligas de Al; Ligas de Mg.