0 引言
在碳钢表面热浸镀铝, 既能利用镀层中的铁铝金属间化合物的耐腐蚀和抗高温氧化性能, 又使碳钢具有优良的力学性能[1]
对热浸镀铝的大部分研究, 都集中在工艺及镀层的抗高温氧化性和耐腐蚀性等方面[2-4]
与传统金属材料(钢铁材料)相比, 铁铝金属间化合物具有优异的抗高温氧化性、耐腐蚀性和高温强度[5, 6]
Maupin等[7] 指出, Fe3Al基合金的主要磨损机制为微犁削、微剪切以及微断裂, 在磨损过程中还存在大量塑性变形和再结晶
在磨面处发生的动态再结晶表现为纳米级晶粒取代实验前的细小晶粒, 是磨面间的闪温导致的, 与试样的整体温度没有明显的关系
Kim等[8]发现, 铁铝金属间化合物在磨损中表现出塑性材料的磨损特征, 低载荷时主要磨损机制为轻微磨粒磨损, 高载荷时为塑性变形及剥层磨损; 其耐磨性随着铝原子含量的提高而减弱, 磨损率主要取决于材料的屈服强度和应变硬化率, 与材料本身的硬度没有很大关系
Zhu等[9]和Guan等[10]发现, C原子的加入显著提高Fe3Al和FeAl基合金常温下的磨损率和摩擦系数, 但降低高温下的磨损率
两种合金的磨损率随着载荷、温度、滑动速度的增大而增大, 塑性变形、分层及剥落是其基本的磨损机制, 即与静态机械性能相比, 动态机械性能对其磨损性能的影响更大
本文研究高温扩散退火热浸镀铝镀层在不同工况下的磨损性能, 以及工况条件对镀层的磨损行为和磨损机理的影响
1 实验方法
实验用基体材料为轧制态45钢, 热浸镀用铝为99.9%工业纯铝
将经热浸镀铝+1000℃扩散退火处理的45钢加工成直径6 mm高度12 mm的圆柱体(销试样), 磨损对磨盘(直径70 mm长度8 mm)选用高速钢(M2), 经热处理后的硬度约为62HRC
用线切割机将45钢切割成尺寸为10 mm×10 mm×10 mm的试样, 用砂纸打磨掉试样表面的氧化层制成试验前试样
实验流程: 试验前试样→除油→除锈→热浸镀铝→扩散退火
将试样置于丙酮中超声振荡10 min除油, 用浓度为10%的稀盐酸浸泡10 min除锈, 取出后立即用蒸馏水冲洗, 吹干制成待镀件
铝液的熔化在SG2-7.5-10坩埚电阻炉中进行, 先将纯铝加热熔化至730℃, 保温30 min后去除表面铝渣并加入覆盖剂(覆盖剂由65%KCl、15%NaCl和20%KF组成),
声明：
“碳钢热浸镀铝涂层的磨损性能*” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：廖远禄,张秋阳,周银,赵志刚,徐垚,王树奇
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2025年06月20日 ~ 22日 
