Q235低碳鋼表面陶瓷膜的制備與性能研究.pdf

1、本文利用熱浸滲鋁和微弧氧化技術(shù)相結(jié)合的方法，在普通低碳鋼Q235表面制備出了陶瓷膜層。在熱浸滲鋁實(shí)驗(yàn)階段，著重研究了工藝參數(shù)，如熱浸溫度、熱浸時間和提拉速度對熱浸鋁層厚度的影響，并確定了適合微弧氧化處理的熱浸條件。在微弧氧化實(shí)驗(yàn)階段，詳細(xì)研究了微弧氧化的工藝參數(shù)，如主鹽種類和濃度、電流密度、氧化時間等，對膜層形貌、組成和性能的影響，在此基礎(chǔ)上，制備出了鋼基熱浸鋁微弧氧化復(fù)合膜層，利用SEM和XRD詳細(xì)分析了其表面和斷面形貌及組成，同時，

2、測試了膜層的硬度、耐腐蝕性、抗高溫氧化性、抗熱震性等性能。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)熱浸鋁層由內(nèi)部合金層和外部富鋁層組成。合金層厚度受浸鍍時間影響較大，富鋁層厚度受提拉速度影響較大，浸鍍溫度則對兩層均有比較明顯的影響。當(dāng)熱浸溫度760℃，浸鍍時間120s，提拉速度20mm/s時，獲得的滲鋁層較厚，可達(dá)170μm，適合下一步的微弧氧化處理。XRD分析表明，表面層的主要成分為鋁，同時也伴有少量的Fe-Al金屬間化合物。

3、r>　　(2)微弧氧化膜層表面存在著大量火山口狀的放電通道和近球狀顆粒。與Na2SiO3電解液體系相比，NaAlO2體系下制備的膜層顆粒少，平整度較好。在同一種電解液體系中，主鹽濃度越高，膜層表面的顆粒物越大;微弧氧化電流密度越高，大小顆粒之間尺寸差距越大，粒徑分布越廣。
　　(3)微弧氧化膜的組成主要有κ-Al2O3和θ-Al2O3，以及少量的非晶態(tài)Al2O3。Na2SiO3電解液體系制備的膜層中還有一定量的Al2O3-SiO2

4、系化合物和SiO2。
　　(4)微弧氧化膜層的硬度可以達(dá)到HV900左右，是鋼基體的4倍。Na2SiO3體系下的膜層硬度比NaAlO2體系略高;膜層硬度隨著氧化時間的延長而增大。
　　(5)微弧氧化膜層的耐腐蝕性遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于鋼基體。Na2SiO3和NaAlO2體系相比較，前者制備的膜層耐腐蝕性能略好，并隨著電流密度增大而先提高后降低，隨著氧化時間延長而一直提高。
　　(6)微弧氧化膜層的抗高溫氧化性要高于普通鋼和不銹鋼。N