表面蒸汽氧化處理8407鋼和DIEVAR鋼抗鋁熱熔損性能研究.pdf

1、為了防止鋁合金壓鑄模在生產(chǎn)過(guò)程中受到熾熱的熔融鋁合金侵蝕進(jìn)而在型腔表面發(fā)生焊合和熔損，延長(zhǎng)模具的使用壽命，在8407鋼和DIEVAR鋼試樣上進(jìn)行了表面蒸汽氧化處理、離子滲氮處理、離子滲氮加氧化復(fù)合處理和滲硼處理等表面處理工藝。著重研究了蒸汽氧化的溫度、時(shí)間、試樣的表面狀態(tài)對(duì)生成氧化膜組織的影響。運(yùn)用顯微金相技術(shù)、掃描電子顯微鏡技術(shù)(SEM)、X射線衍射分析技術(shù)(XRD)和顯微硬度測(cè)試技術(shù)研究了不同工藝下氧化膜的組織狀念、表面形貌、物相構(gòu)

2、成和力學(xué)性能。 搭建了一臺(tái)熱熔損動(dòng)態(tài)/靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)和一臺(tái)熱熔損-熱疲勞試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，對(duì)兩種鋼不同表面處理后試樣進(jìn)行抗鋁合金熱熔損性能研究。分析了各種表面處理后試樣在熔融鋁合金中的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)熱熔損-熱疲勞失重率、熔損橫截面彤貌、熔損所生成的金屬間化合物的物相，探討了表面氧化膜對(duì)抗熔融鋁合金熔損的機(jī)理及鋼發(fā)生熔損的規(guī)律。 研究結(jié)果表明：在論文所進(jìn)行的各種蒸汽氧化工藝中，550℃×4小時(shí)的工藝能取得最佳的氧化膜厚度與力學(xué)性能

3、的配合。靜態(tài)熔損試驗(yàn)中8407與DIEVAR鋼表面經(jīng)過(guò)蒸汽氧化處理后，氧化膜表現(xiàn)出明顯的保護(hù)基體材料防止鉗合金侵蝕的作用。且試樣靜念熔損失重可大致分為三段。即第一階段氧化膜消耗期；第二階段金屬間化合物成形期；第三階段熔損穩(wěn)定期。除熔損時(shí)間外，氧化膜的物理性能，即厚度、致密度、與基體結(jié)合力是決定試樣抗熔損性能的最主要因素。各種表面處理的靜態(tài)抗鋁熱熔損性能優(yōu)劣為：滲硼處理＞離子滲氮+蒸汽氧化＞550℃×4h蒸汽氧化＞離子滲氮＞590℃×2h