壓鑄模具鋼的微弧氧化復(fù)合表面改性.pdf

1、輕金屬成型在材料加工領(lǐng)域所占比重日益增大，其中壓鑄成型方法最為廣泛應(yīng)用。H13熱作模具鋼在長(zhǎng)期工作過(guò)程中容易產(chǎn)生熱疲勞、熱融合等各種失效，為避免模具失效以及提高產(chǎn)品質(zhì)量，壓鑄模具內(nèi)表面的表面處理及改性則顯得尤為重要。本文對(duì)H13鋼表面的熱浸鍍鋁-微弧氧化復(fù)合表面處理工藝作了介紹和研究。棒狀H13鋼試樣先被浸入到熔融純鋁液，鐵-鋁反應(yīng)層隨之在鋁液與試樣表面形成。中間合金層的主要成分是Fe2Al5，反應(yīng)層與試樣最外表面的純鋁層的厚度主要隨著

2、浸鍍時(shí)間(1.5～12min)和浸鍍溫度(710～760℃)的變化而變化。在熱浸鍍鋁后的試樣外表面，形成了一層均勻分布的純鋁層，以此純鋁層為基體，進(jìn)行微弧氧化表面處理，電流密度為10A/dm2，最終在試樣表面形成了多孔狀的微弧氧化陶瓷層。
　　 本文通過(guò)以下分析測(cè)試手段對(duì)熱浸鍍鋁.微弧氧化復(fù)合表面處理H13試樣的微觀組織和力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)估：
　　 ①通過(guò)SEM對(duì)熱浸鍍鋁試樣、微弧氧化試樣的截面進(jìn)行了觀察；復(fù)合表面處理層的

3、結(jié)構(gòu)從外到內(nèi)依次為陶瓷層、純鋁層、Fe-Al合金層和基體層；并且通過(guò)SEM觀察發(fā)現(xiàn)陶瓷層表面呈多孔狀。通過(guò)SEM/EDS對(duì)熱浸鍍鋁試樣、微弧氧化截面的元素成分變化進(jìn)行測(cè)定，表面陶瓷層中的O、Si元素主要來(lái)源于所用堿性微弧氧化電解液
　　 ②通過(guò)XRD對(duì)熱浸鍍鋁試樣的表面層和中間相合金層的相組成進(jìn)行了判定，中間合金層的主要相為Fe2Al5和少量FeAl3相。并且對(duì)微弧氧化陶瓷層則由γ-Al2O3相和α-Al2O3相組成。
　

4、　 ③使用金相顯微鏡對(duì)熱浸鍍鋁試樣的涂層厚度進(jìn)行了測(cè)量發(fā)現(xiàn)隨著浸鍍時(shí)間和浸鍍溫度的增加，中間合金層的厚度呈增大趨勢(shì)，增加浸鍍溫度和時(shí)間更有利于鋁液中的Al原子和鋼基體中的Fe相互擴(kuò)散并形成中間相化合物。
　　 ④對(duì)熱浸鍍鋁-微弧氧化復(fù)合層的截面進(jìn)行了微觀硬度的測(cè)定，表面陶瓷層的微觀硬度高達(dá)1700HV，遠(yuǎn)高于H13鋼基體的硬度600HV。
　　 ⑤對(duì)熱浸鍍鋁表面進(jìn)行了普通陽(yáng)極氧化試樣和微弧氧化試樣進(jìn)行熱疲勞性能測(cè)試，結(jié)