[1]赵 柯,曹 春,孙 航,等.doi: 10.3969/j.issn.1001-3849.2026.05.013ZK61M镁合金表面无针搅拌摩擦加工改性及性能[J].电镀与精饰,2026,(05):88-94.
　ZHAO Ke,CAO Chun,SUN Hang,et al.Surface modification and properties of ZK61M magnesium alloy by pinless friction stir processing[J].Plating & Finishing,2026,(05):88-94.
点击复制

doi: 10.3969/j.issn.1001-3849.2026.05.013ZK61M镁合金表面无针搅拌摩擦加工改性及性能()

《电镀与精饰》[ISSN:1001-3849/CN:12-1096/TG]

卷:
期数:
2026年05
页码:
88-94
栏目:
出版日期:
2026-05-31

文章信息/Info

Title:
Surface modification and properties of ZK61M magnesium alloy by pinless friction stir processing
作者:
赵 柯1; 2; 曹 春1; 2; 孙 航1; 2; 杨沛东1; 2; 张 玺1; 2; 彭银利1; 2; 赵亚忠1; 2
(1. 南阳理工学院 河南省增材制造航空材料工程研究中心,河南 南阳 473004 ;2. 南阳理工学院 南阳市增材制造技术与装备重点实验室,河南 南阳 473004)
Author(s):
ZHAO Ke1; 2;  CAO Chun1; 2;  SUN Hang1; 2;  YANG Peidong1; 2;  ZHANG Xi1; 2;  PENG Yinli1; 2;  ZHAO Yazhong1; 2
(1. Engineering Research Center of Additive Manufacturing Aeronautical Materials of Henan Province, Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473004, China2. Nanyang Key Laboratory of Additive Manufacturing Technology and Equipment, Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473004, China)
关键词:
无针搅拌摩擦加工; 摩擦磨损性能; 耐腐蚀性能
Keywords:
pinless friction stir processing;  friction and wear properties;  corrosion resistance
分类号:
TQ132；TG178
文献标志码:
A
摘要:
为改善ZK61M镁合金表面组织，提高其硬度、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能，利用无针搅拌摩擦加工技术制备了镁合金表面改性层。采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机及电化学工作站等观察分析了不同行进速度下改性层的表面形貌、微观组织、显微硬度、摩擦磨损性能及耐腐蚀性能。结果表明：无针搅拌摩擦加工改性技术有效改善了镁合金的晶粒分布，提高了材料硬度、摩擦磨损性能及耐腐蚀性能；随行进速度的增加，改性层晶粒尺寸减小，显微硬度增大，摩擦系数减小；当行进速度为400 mm/min时，改性层显微硬度最大，达119.3 HV，摩擦系数达到最小值0.316；随行进速度的增加，改性层抗腐蚀能力降低，行进速度为100 mm/min时自腐蚀电流密度最小，为4.913×10?5 A ?cm?2。
Abstract:
To improve the surface microstructure of ZK61M magnesium alloy and enhance its hardness, friction and wear properties, and corrosion resistance, surface modified layer of magnesium alloy was prepared via the pinless friction stir processing (FSP) technique. The surface morphology, microstructure, microhardness, friction and wear properties, and corrosion resistance of the modified layers under different feed speeds were observed and analyzed by optical microscope, XRD, microhardness tester, friction and wear tester, and electrochemical workstation. The results show that the pinless FSP modification technique effectively refines the grain distribution of magnesium alloy and enhances the hardness, friction and wear properties, and corrosion resistance of the material. With increasing of feed speed, grain size of the modified layer decreases, and the microhardness increases while the friction coefficient decreases. At a feed speed of 400 mm/min, the modified layer exhibits maximum microhardness of 119.3 HV and minimum friction coefficient of 0.316. However, corrosion resistance of the modified layer decreased with the increasing feed speed. At a feed speed of 100 mm/min, the self-corrosion current density is the lowest, with a value of 4.913×10?? A?cm??

参考文献/References:

[1].马宗义, 商乔, 倪丁瑞, 等. 镁合金搅拌摩擦焊接的研究现状与展望[J]. 金属学报, 2018, 54(11): 1597-1617.
[2].林君, 张大童, 张文, 等. 前进速率对搅拌摩擦加工ZK60镁合金组织和力学性能的影响[J]. 航空材料学报, 2017, 37(1): 52-58.
[3].黄丽颖. 搅拌摩擦加工对医用镁合金腐蚀和力学性能的影响[J]. 石家庄职业技术学院学报, 2023, 35(4): 7-11.
[4].龙飞, 刘瞿, 朱艺星, 等. 搅拌摩擦加工改性Mg-5Zn合金的显微组织与耐蚀性能[J]. 金属学报, 2025, 61(7): 1071-1081.
[5].朱先勇, 谢良稳, 樊跃香, 等. 搅拌摩擦加工参数对镁合金表面改性层的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2023, 53(8): 2263-2271.
[6].刘晓英, 方敏, 张欣芳, 等. 镁合金的增强改性技术及其在航天领域的应用进展[J]. 功能材料, 2025, 56(4): 4058-4068.
[7].罗仲龙, 朱莉, 张鹏, 等. AZ31镁合金超疏水涂层制备及耐腐蚀性能研究[J]. 材料保护, 2024, 57(12): 17-26.
[8].潘虎成, 王森, 任玉平, 等. 复杂环境下服役的镁合金研究进展[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2025, 46(8): 1-16.
[9].肖雯心, 王叶, 马凯, 等. 镁合金表面化学转化涂层研究进展[J]. 材料导报, 2024, 38(12): 192-203.
[10].张玺, 韩峰, 闫基森, 等. ZK60镁合金激光表面熔凝处理及性能研究[J]. 电镀与精饰, 2023, 45(7): 61-67.
[11].刘刚, 方诚, 武冰冰, 等. LZ91镁锂合金植酸处理工艺及耐腐蚀性能研究[J]. 兵器材料科学与工程, 2023, 46(5): 21-27.
[12].叶轩成, 陈钰飞, 方倩雯, 等. 前处理工艺对AZ91D镁合金电镀镍耐蚀性的影响[J]. 电镀与涂饰, 2025, 44(2): 43-48.
[13].齐左飞, 吴志生, 陈金秋, 等. 镁合金表面耐蚀涂层现状及发展趋势[J]. 热加工工艺, 2021, (20): 1-6.
[14].郭巧玲. 电弧喷涂法镁合金AZ31表面改性与性能研究[J]. 材料开发与应用, 2018, (3): 39-44.
[15].黄仕高, 陈洪世, 马展雄, 等. 基于阴极沉积Mg(OH)2薄膜的镁合金超疏水表面改性及其耐蚀性研究[J]. 材料保护, 2024, 57(8): 175-182.
[16].邢爽, 张敏, 王震. CIE色度学系统在微弧氧化热控涂层中的应用[J]. 大学物理实验, 2022, 35(1): 1-6.
[17].邢爽, 张敏, 杨佳, 等. 硫酸铜浓度及反应时间对LA103Z镁锂合金PEO膜层热控性能的影响[J]. 表面技术, 2023, 52(1): 285-297.
[18].张玺, 韩峰, 赵柯, 等. 离焦量对ZK60镁合金激光表面熔凝组织及性能的影响[J]. 有色金属工程, 2023, 13(8): 56-61.
[19].薛鹏, 张星星, 吴利辉, 等. 搅拌摩擦焊接与加工研究进展[J]. 金属学报, 2016, 52(10): 1222-1238.
[20].蹇文轩, 丛孟启, 雷卫宁. 基于搅拌摩擦加工技术的镁基复合材料研究进展[J]. 机械工程学报, 2024, 60(8): 48-64.
[21].高士康, 赵洪运, 李高辉, 等. 铝基复合材料搅拌摩擦焊研究现状[J]. 材料导报, 2022, 36(24): 149-157.
[22].刘刚, 周元森, 张林, 等. 搅拌摩擦加工对AZ31镁合金腐蚀行为的影响[J]. 电镀与精饰, 2024, 46(2): 52-61.
[23].SONG W W, XU X J, ZUO D W, et al. Study on the corrosion of copper alloy by friction stir surface processing[J]. Anti-corrosion Methods and Materials, 2016, 63(3): 190-195.
[24].谢广明, 马宗义, 耿林. 搅拌摩擦焊接参数对ZK60镁合金接头微观组织和力学性能的影响[J]. 金属学报, 2008, (6): 665-670.
[25].王若天, 朱帅帅. Mg-Gd-Zn-Zr镁合金的摩擦磨损行为[J]. 金属热处理, 2024, 49(11): 23-28.
[26].PATIL A, BONTHA S, RAMESH M R. Effect of ECAP on sliding wear behaviour of Mg-Zn- Gd-Zr alloy[J]. Materials Today: Proceedings, 2020, 20: 97-102.

相似文献/References:

[1]索 帅*,李 文,杜宝帅,等.无氰电刷镀银镀层性能研究[J].电镀与精饰,2022,(2):7.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.02.002]
　SUO Shuai*,LI Wen,DU Baoshuai,et al.Study on Properties of Cyanide-Free Silver Coating by Electro-Brush Plating[J].Plating & Finishing,2022,(05):7.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.02.002]
[2]陆昆*,赵立军.NbN基陶瓷硬质薄膜研究现状与进展[J].电镀与精饰,2023,(9):55.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.09.009]
　Lu Kun*,Zhao Lijun.Research status and progress of NbN-based ceramic hard films[J].Plating & Finishing,2023,(05):55.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.09.009]
[3]收稿日期： 0-0-8 修回日期： 0-0-.钛合金脉冲电沉积 Cu-WC 复合镀层的硬度与摩擦磨损性能[J].电镀与精饰,2024,(11):58.
　Hardness and friction and wear property of Cu-WC composite coating on titanium alloy prepared by pulse electrodeposition Feng Xujia 1 Sun Hao 1* Gao Chenjing 2 Zhu Qingqin 1[J].Plating & Finishing,2024,(05):58.

更新日期/Last Update: 2026-05-12