碳钢熔-钎焊层表面微弧氧化陶瓷层的制备

作者：陈文彬; 朱强^*; 雷玉成; 赵军

来源：表面技术, 2018, 47(10): 269-274.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.10.036

• Q235钢
• 铝-钢熔钎焊
• 微弧氧化
• 陶瓷层
• 致密性

目的在碳钢表面制备结合强度较高的微弧氧化陶瓷层。方法采用铝-钢熔钎焊技术,在Q235钢表面获得具有较高结合强度的铝层,再通过微弧氧化在铝层表面生成氧化物陶瓷层。结果通过添加ER4043焊丝作为钎料,金属间化合物层主要由[Al,Fe,Si]相、Al8Fe2Si相和少量的Al13Fe4相组成,平均厚度为7μm,铝层与Q235钢的结合强度达到181 MPa。在2 g/L KOH+4g/L Na2Si O3·9H2O电解液中,陶瓷层由疏松层和致密层组成,主要成分为α-Al2O3和γ-Al2O3,且γ-Al2O3相含量较高,微弧氧化过程中电解液中的氧、硅元素都参与了反应。微弧氧化过程中,陶瓷层厚度随着时间的增加而增加,20 min后,试样表面放电孔洞呈"火山口"状,孔洞孔径随着时间的增加而增加。不同频率下,陶瓷层表面均存在少量裂纹,并且裂纹都产生在"火山口"状放电孔洞附近,同时随着频率的增加,陶瓷层表面孔洞孔径减小,陶瓷层厚度增加,但当频率到达600 Hz后,陶瓷层厚度变化不再明显。结论采用铝-钢熔钎焊技术,铝层与钢基体结合强度远高于其他复合技术中铝层和钢基体的结合强度,对于解决钢铁材料表面微弧氧化陶瓷层容易剥落的问题具有一定的意义。微弧氧化过程中,陶瓷层厚度不断增加,提高微弧氧化频率,陶瓷层致密性提高。

• 单位
  江苏大学