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本文利用热浸渗铝和微弧氧化技术相结合的方法,在普通低碳钢Q235表面制备出了陶瓷膜层。在热浸渗铝实验阶段,着重研究了工艺参数,如热浸温度、热浸时间和提拉速度对热浸铝层厚度的影响,并确定了适合微弧氧化处理的热浸条件。在微弧氧化实验阶段,详细研究了微弧氧化的工艺参数,如主盐种类和浓度、电流密度、氧化时间等,对膜层形貌、组成和性能的影响,在此基础上,制备出了钢基热浸铝微弧氧化复合膜层,利用SEM和XRD详细分析了其表面和断面形貌及组成,同时,测试了膜层的硬度、耐腐蚀性、抗高温氧化性、抗热震性等性能。研究结果表明:(1)热浸铝层由内部合金层和外部富铝层组成。合金层厚度受浸镀时间影响较大,富铝层厚度受提拉速度影响较大,浸镀温度则对两层均有比较明显的影响。当热浸温度760°С,浸镀时间120s,提拉速度20mm/s时,获得的渗铝层较厚,可达170μm,适合下一步的微弧氧化处理。XRD分析表明,表面层的主要成分为铝,同时也伴有少量的Fe-Al金属间化合物。(2)微弧氧化膜层表面存在着大量火山口状的放电通道和近球状颗粒。与Na2SiO3电解液体系相比,NaAlO2体系下制备的膜层颗粒少,平整度较好。在同一种电解液体系中,主盐浓度越高,膜层表面的颗粒物越大;微弧氧化电流密度越高,大小颗粒之间尺寸差距越大,粒径分布越广。(3)微弧氧化膜的组成主要有κ-Al2O3和θ-Al2O3,以及少量的非晶态Al2O3。Na2SiO3电解液体系制备的膜层中还有一定量的Al2O3-SiO2系化合物和SiO2。(4)微弧氧化膜层的硬度可以达到HV900左右,是钢基体的4倍。Na2SiO3体系下的膜层硬度比NaAlO2体系略高;膜层硬度随着氧化时间的延长而增大。(5)微弧氧化膜层的耐腐蚀性远远好于钢基体。Na2SiO3和NaAlO2体系相比较,前者制备的膜层耐腐蚀性能略好,并随着电流密度增大而先提高后降低,随着氧化时间延长而一直提高。(6)微弧氧化膜层的抗高温氧化性要高于普通钢和不锈钢。Na2SiO3和NaAlO2体系所制备的试样,其抗高温氧化性能几乎相同。(7)Na2SiO3和NaAlO2体系下试样的抗热震性能基本相同。同种电解液中,微弧氧化电流密度越大,膜层抗热震性能越好;氧化时间越长,性能越差。