纯铜渗铝工艺及渗铝铜耐蚀性能的研究

摘要

渗金属是材料表面改性的常用手段之一。对纯铜表面进行渗铝，可以提高其耐磨损性和耐蚀性能。纯铜表面渗铝后内氧化所得的Cu－Al2O3合金作为功能材料和结构材料在工业上已得到应用。然而对于纯铜渗铝工艺以及渗铝铜的性能研究，目前国内外正处于起步阶段，因此，研究纯铜渗铝工艺和渗铝铜的性能对促进渗铝铜的应用意义重大。 用自己研制的一套气体渗铝装置，本文对纯铜气体渗铝工艺进行了探索性的试验研究，为气体渗铝工艺的进一步发展积累了经验。 在粉末渗铝工艺中用CuAl合金粉末代替纯Al粉作为渗铝剂，通过正交实验研究出了该工艺的最佳纯铜渗铝工艺条件。用最佳工艺条件获得的渗铝铜试样表面质量良好，渗铝层厚度大于65μm，渗铝层主要由α—Cu固溶组织组成。 渗铝铜的500～800℃氧化实验结果表明：渗铝铜的抗氧化性能优良。在500℃下，渗铝铜的抗氧化性能明显强于纯铜，相同条件下纯铜的氧化速率约为渗铝铜氧化速率的8.3倍；高于500℃时，随着温度的升高，渗铝铜的抗氧化性能减弱。 在Na2S盐水溶液中，渗铝铜的耐蚀性较纯铜好。随着Na2S浓度的增高，渗铝铜的腐蚀速率增大；低于75℃时，温度变化对渗铝铜的腐蚀速率影响不大，当温度超过75℃，渗铝铜的腐蚀速率直线增大；NaCl浓度对渗铝铜的腐蚀速率影响不明显。上述结果通过电化学测试也得到验证。