铝合金表面处理对AM60/A390液固扩散连接界面组织及性能的影响

徐光晨，陈翌庆，Alan LUO, Anil.K.SACHDEV

(1. 合肥工业大学 材料科学与工程学院，合肥 230009；2. Chemical Sciences and Materials Systems Laboratory, General Motors Research and Development Center,Warren, MI 48090-9055, USA)

由于镁和铝的密度小、易加工等优点，被广泛应用于航空航天及汽车领域。随着轻量化要求，一些特殊结构部件需要镁/铝焊接复合来满足工作性能的要求[1−4]。众所周知，镁、铝均为易氧化的活性金属，因此，镁/铝活性金属异种焊接成为世界性难题。目前镁/铝焊接方法有两类：一类是熔化焊(包括 TIG焊和激光焊等)。由于镁和铝的易氧化性，因此，这类焊接会使镁铝结合界面包含大量氧化夹杂，且界面附近组织粗大、易产生裂纹等，焊接性能很差[5−6]。第二类是固态焊(包括扩散焊和搅拌摩擦焊等)。扩散焊加工时间长，因此难以批量化生产[7]；搅拌摩擦焊对工件厚度要求严格且仅适用平面工件[8]。采用压铸工艺将液态镁和固态铝复合是镁/铝异种金属焊接的新工艺，压铸复合异种金属工艺可适合复合界面为曲面的复杂结构部件的连接(焊接)，且可以进行批量化生产。

稀土被称为“工业味精”，在镁合金、铝合金、锌合金等金属材料中得到了广泛的应用。文献[9−10]中都报道了在镁合金中添加稀土元素，不仅可以细化和变质组织，而且还可以提高室温和高温力学性能，增强合金耐腐蚀和耐热性能等。但是目前大多数文献都是使用纯稀土或者混合稀土[11−12]来细化和变质镁合金的组织，本文作者是针对镁铝液固复合的连接界面，采用稀土氧化物来细化界面组织，目前这类研究尚未见报道。

液态镁合金和固体铝合金的冶金结合存在很多问题：1) 固态铝合金表面有一层致密的Al2O3膜，这层氧化膜阻碍镁铝的结合；……