15-5PH不銹鋼熱浸鋁硬質(zhì)陽(yáng)極氧化復(fù)合膜制備研究.pdf

1、不銹鋼材不僅具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，還因具有防腐蝕、耐高溫等特殊性能而得到廣泛應(yīng)用。但如何更進(jìn)一步提高不銹鋼的表面硬度，同時(shí)，降低其摩擦因數(shù)，增加不銹鋼的自潤(rùn)滑效果一直是改善不銹鋼表面性能的熱點(diǎn)課題。結(jié)合鋁及鋁合金硬質(zhì)陽(yáng)極氧化技術(shù)，本文以15-5PH不銹鋼為研究對(duì)象，首先在其表面熱浸鋁，再進(jìn)行含聚四氟乙烯(PTFE)的硬質(zhì)陽(yáng)極氧化，得到硬度高，耐蝕性好，且又具有良好自潤(rùn)滑性能的PTFE-Al203復(fù)合膜。
　　 本課題分兩步實(shí)驗(yàn)

2、完成，第一步在15-5PH不銹鋼表面浸鋁，制得適合硬質(zhì)陽(yáng)極氧化的浸鋁層。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)比較，15-5PH不銹鋼最佳浸鋁工藝主要參數(shù)為：堿洗，酸洗并助鍍，浸鍍溫度范圍在630℃～720℃，浸鍍時(shí)間4min，提升速度約80mm/s，覆蓋劑采用NaCl、KC1、Na3AlF。及少量碳渣。制得的浸鋁鍍層由中間合金層和最外層的鋁層組成。硬質(zhì)陽(yáng)極氧化時(shí)，氧化工藝參數(shù)為：硫酸濃度18～20％，氧化溫度-4～0℃，電流密度2～4A/dm2，氧化時(shí)間40～

3、60min,PTFE含量10～25％，最終制得PTFE-A1203復(fù)合膜。
　　 實(shí)驗(yàn)對(duì)浸鋁層和PTFE-A1203復(fù)合膜都進(jìn)行了截面SEM和EDS分析，并研究了各工藝指標(biāo)對(duì)浸鋁層和PTFE-A1203復(fù)合膜性能的影響。其它工藝條件相同，溫度低于720℃時(shí)，隨著浸鍍溫度的升高，浸鍍層厚度增加，但高于此溫度時(shí)，浸鍍層厚度不再增加并約有減小。若要以得到較厚浸鋁層為目的，浸鍍時(shí)間以4min最佳。通過對(duì)得到的硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜的SEM分析表

4、明，復(fù)合膜層比普通的氧化膜層致密很多。進(jìn)一步通過膜的EDS可以看出，該膜主要由鋁和氧組成，此外含有少量氟。這充分說(shuō)明電解液中的PTFE微粒已進(jìn)入氧化膜的微孔內(nèi)，從而使得它的內(nèi)部組織比普通氧化膜致密得多。
　　 在NaCl水溶液中對(duì)PTFE-Al203復(fù)合膜和普通Al203氧化膜進(jìn)行耐腐蝕性試驗(yàn)，結(jié)果表明，PTFE-Al2O3復(fù)合膜的耐蝕性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通Al203膜氧化膜。在摩擦試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的耐磨性實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合膜的摩擦因數(shù)與電解液