微弧氧化对AZ91D镁合金微动磨损行为的影响

孙璐1， 2，李元东1， 2，马颖1， 2，曹驰1， 3，罗晓梅1， 2，邱谨1， 2 （1.兰州理工大学材料科学与工程学院； 2.兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室； 3.兰州理工大学 温州泵阀工程研究院）

摘要：本文在AZ91D镁合金表面原位生长微弧氧化陶瓷膜， 探究变载荷和位移下微弧氧化（MAO）对AZ91D镁合金微动磨损机制的影响。利用球-平面接触在SRV-V微动摩擦磨损机上探究AZ91D镁合金和MAO膜的微动磨损行为； 利用扫描电子显微镜（SEM）分析MAO膜形貌结构和试样磨痕形貌； 采用X射线衍射仪（XRD）表征MAO膜相结构； 利用激光共聚焦显微镜采集磨痕轮廓和测量磨损体积。结果表明： MAO膜分为多孔疏松层和与基体呈冶金结合的致密层， 其均匀性、 致密性和结合性良好。随着载荷增加MAO膜的摩擦系数较AZ91D的低， 即变载荷工况下MAO膜具有较好的减摩性。变载荷工况下AZ91D磨损机制表现为粘着磨损和剥层； MAO膜磨损机制由粘着磨损转变为磨粒磨损和疲劳剥层。变位移工况下AZ91D磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损， 伴随有疲劳剥层和氧化； MAO磨损机制由磨粒磨损转变为粘着磨损和疲劳剥层。载荷增加或位移降低时MAO膜的磨损率低于AZ91D的且MAO膜磨痕深度降低， 纵深方向的磨损损伤减弱， MAO膜可提高AZ91D镁合金的抗微动磨损性。

关键词： AZ91D镁合金； 微弧氧化（MAO）； 微动磨损； 耐磨性； 磨损机制