球墨铸铁热浸镀铝的扩散行为

史晓萍， 孟君晟

(黑龙江科技大学 材料科学与工程学院，哈尔滨150022)

铸铁以其熔炼简便、成本低廉的特点，被广泛应用于模具的生产制造中;作为模具又常被使用于高温条件下。铸铁高温抗氧化能力较差，在800～900 ℃的使用条件下极易发生氧化反应，因此，当铸铁作为高温模具使用时其寿命较短［1－6］。为了提高铸铁的抗高温氧化能力，学者们作了许多研究和实践［7－10］，刘邦津［7］、陈军［8］研究了热浸镀的性能及用途，认为热浸镀铝涂层具有良好的抗高温氧化性。笔者在大量研究的基础上，以模具的使用特点为背景，探讨热浸镀铝微弧氧化涂层在高温下的抗氧化能力。

1 实验材料与方法

基体材料为球墨铸铁，尺寸规格φ20 mm ×6 mm，中间钻孔φ4 mm。

采用熔剂法对球墨铸铁进行热浸镀铝。工艺参数:时间10 min，温度(750 士10)℃。工艺路线:试样→砂纸打磨→碱洗→水洗→酸洗→水洗→助镀→烘干→热浸镀。

扩散温度为600 、700 、800 、900 ℃，扩散时间为1 、2 、3 h。

2 实验结果与分析

2．1 球墨铸铁热浸镀铝组织与形貌

球墨铸铁热浸镀铝后，对得到的试样进行线切割，采用扫描电镜进行截面线扫描，扫描能谱如图1所示。

图1 球墨铸铁热浸镀铝截面线扫描能谱Fig．1 Line scanning of elements along crosssection of HDA ductile iron

由图1 可以看出，球墨铸铁进行热浸铝后，得到的镀层共分为两层，上层为灰黑色，从能谱中可以看出，主要成分为Al 元素。图1a 中，上层中存在若干针状物质，对针状物质进行点扫描，其截面形貌及成分见图2 及表1。点扫描能谱表明，针状物质的主要化学成分为Fe 和Al，可以确定，上层为含有微量Fe-Al 化合物的富铝层。……