【摘 要】
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本文以提高铸铁耐磨性为目的,通过热浸镀铝与微弧氧化技术相结合的方式,在铸铁表面制备了氧化陶瓷层。分析了热浸镀时间与温度对热浸镀铝层厚度的影响;确定了微弧氧化电压与
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本文以提高铸铁耐磨性为目的,通过热浸镀铝与微弧氧化技术相结合的方式,在铸铁表面制备了氧化陶瓷层。分析了热浸镀时间与温度对热浸镀铝层厚度的影响;确定了微弧氧化电压与占空比对微弧氧化陶瓷层组织与性能的影响;通过对比纯铝基体微弧氧化层,研究了铸铁镀铝基体对微弧氧化层的影响。结果表明:铸铁热浸镀铝的优化工艺参数为浸镀温度730oC,浸镀时间3 min。此工艺下镀铝层厚度为135μm,化合物层厚度为46μm。镀铝层表面平整,缺陷较少,存在针状的FeAl3相。微弧氧化层的制备采用阶段升压的方式。随电压的增加,微弧氧化层表面粗糙度增大,其生长模式由向内生长为主转变为向外生长为主;氧化电压在550 V时膜层厚度达到最大值58μm;该膜层耐磨性最佳,磨损量仅为2.65×10-4 mm3/（N·m）。随占空比的增加,膜层厚度增加并且膜层生长模式由以向内生长为主转变为向外生长为主,其摩擦系数逐渐增加,物相由γ-Al2O3逐渐转变为α-Al2O3。占空比为40%时氧化层硬度达到最大值（约为950 HV）。此时磨损量最小,仅有1.399×10-4 mm3/（Nm）,约为铸铁基体的2/5。与纯铝相比镀铝铸铁制备的微弧氧化层表面火山状形貌较少,放电模式以B型放电为主,在“火山口”周围存在致密、平整的氧化区域。镀铝铸铁在微弧氧化过程中起弧电压更低,氧化层粗糙度较小,物相中α-Al2O3相的含量较多,耐磨性更好,其摩擦系数仅有0.5左右,磨损量仅为纯铝的75%。但镀铝铸铁材料制备的氧化层由于镀铝层厚度的限制,当镀铝层扩散进基体后氧化层与铁铝合金层的结合能力较弱,导致抗热震性能较差。
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