机械能助渗铝、锌的工艺与性能研究

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1、摘要机械能助渗技术是上世纪90年代在我国首先开发的一种表面处理新技术，它的原理是利用运动的粉末粒子冲击被加热的工件表面，粒子运动带来的机械能激活工件表面的点阵原子、形成空位，从而降低了扩散激活能，将纯热扩散的点阵扩散变为点阵缺陷扩散，明显降低了扩散温度和扩散时间，节能效果十分显著。本论文通过研究机械能助渗铝、渗锌与传统粉末包埋法渗铝、渗锌的异同来分析机械能助渗的特点。实验发现，机械能助渗可以在较低的温度和较短时间内得到较厚的渗层。渗铝温度由常规的750℃左右降低到650℃左右，时间由5小时左右减少到4小时左右；渗锌温度由常规的550℃左右降低到400℃左右，时间也减少1小时以上。实验还

2、通过X射线衍射仪和显微硬度测试仪分析了渗层的物相结构与显微硬度。发现渗铝层的物相结构较为单一，主要为Fe2A15相，此相为高铝相，其硬度较高，大约在7501000HV范围内波动。渗锌层硬度大致为260"-'350HV。当渗铝层中的铝含量高于8wt％时，其抗氧化性能和耐腐蚀性能都将得到很大的提高。本实验制得的试样铝含量在40wt％以上，因此具有良好的耐高温氧化和耐腐蚀性能。通过高温氧化实验和渗层表面的电化学阻抗谱分析也证明了这一点。渗锌层本身的抗腐蚀性能比Q235基体有所降低，但它是作为阳极覆盖层来保护基体的，因此提高了试样整体的耐腐蚀性能。500℃下保温4小时渗锌试样增重速率为0．06

3、mg／cm2．h，Q235的增重速率为0．18mg／cmZ．h，因此渗锌层也在一定程度上提高了试样整体的耐高温氧化性。关键词：机械能助渗渗铝渗锌耐蚀性耐氧化性ABSTRACTMechanicalenergyaideddiffusingisanewtechnologyaboutsurfacehandling，firststudiedinourcountryin1990’S．Theprincipleofthistechnologyisbyusingthekineticparticlestoimpacttheheatedsurfaceofthesample，becauseofthebomba

4、rdmentsoftheparticles，thelatticeatomsonthesurfaceareactivated，vacanciesandotherlatticedefectsareformed，whichresultinalatticedefectsdiffusionprocessinsteadofapurethermaldiffusionprocess．Asaresult，thetemperatureandthedurationofthethermalchemicalprocessareobviouslyreduced．Inthisexperiment，mechanica

5、lenergyaideddiffusingtechnologyWaScomparedwithgeneralpackpowderdiffusingtoexplorethecharacteristicofmechanicalenergyaideddiffusing．Throughtheexperimentdata，morethickfilminlowertemperatureandlesstimecouldbeobtainedbyusingmechanicalenergyaideddiffusingmethod．Thetemperatureofaluminizingreducesfrom7

6、50"Cto650"(2，andthetimedecreasesfrom5hoursto4hours．Thetemperatureofsherardizingdropsdownfrom550"Cto400℃，andthetimealsodecreasesmorethanonehour．ThephaSecompositionandthemicrohardnessofthediffusionlayerwereanalyzedbyX-raydiffractionandmicrohardnessapparatus．ThealuminizinglayerismainlycomposedbyFe2

7、Als，itshardnessisrelativelyhigharound750-～1000HV．Thehardnessofsherardizinglayerisaround260--一350HV．Thealuminizinglayerhasexcellentoxidationandcorrosionresistancewhenthecontentofaluminumismorethan8wt％．Intheexperiment，theconte