铝合金压铸模具钢的表面渗铝氧化处理

摘要

8407钢被主要用作铝合金压铸模材料，铝合金压铸模的主要失效形式是热熔损失效和热疲劳裂纹，因此，8407钢压铸模的寿命取决于两个因素，即是否发生粘模和型腔表面是否出现热龟裂。为解决粘模和热熔损问题，进行了表面预处理的实验研究。
　　 本文首先对8407钢进行了热浸渗铝的试验，在钢的表面形成了Fe-Al合金渗层，这层渗层提高了表面的热传导系数，降低了发生热龟裂的可能性。但渗铝层有可能导致粘模。为此，又对渗铝钢进行高温氧化试验，使渗层表面形成了Fe-Al-O的混合氧化物，这层混合氧化物与铝液不浸润，可保护了内部的基体，从而改善粘模现象，提高模具的寿命。通过试验，得出如下结论：
　　 (1)通过渗铝在试样表面形成了渗铝层，其主要成分为Fe-Al合金。渗铝层厚度及Al/Fe比与渗铝时间和渗铝温度有关。
　　 (2)在模具热处理允许的温度(600℃以下)及在CO2-CO气氛和空气气氛条件下，不能在Fe-Al合金表面生成氧化膜或生成的氧化膜极薄。
　　 (3)在模具热处理允许的温度(600℃以下)及在纯O2气氛条件下，Fe-Al合金表面氧化后生成了Fe3O4和Al2O的混合氧化物，这层氧化膜与铝液不润湿，能较好地保护试样，因此这种工艺可能是合适的压铸模表面处理工艺。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 压力铸造概述

1.1.1 压铸的特点

1.1.2 压铸的优、缺点

1.1.3 压铸的应用范围

1.1.4 压铸的发展概况

1.2 压铸模的失效

1.2.1 压铸模的失效形式

1.2.2 压铸模材料性能要求

1.2.3 提高压铸模具寿命的基本途径

1.3 模具的表面处理技术

1.3.1 表面处理的意义、目的和途径

1.3.2 主要的模具表面处理技术

1.3 表面渗铝

1.3.1 金属表面化学热处理

1.3.2 表面渗铝

1.3 本课题的研究目的和内容

第二章 预渗铝

2.1 Fe-Al二元相图

2.2 铝的扩散

2.2.1 菲克扩散定律

2.2.2 试样表面铝物质量恒定的渗铝法

2.2.3 试样表面铝浓度恒定的渗铝法

2.3 热浸镀铝试验

2.3.1 试验试样与设备

2.3.2 镀前处理

2.3.3 热浸镀铝

2.4 本章小结

第三章 表面氧化

3.1 热力学计算确定实验的气氛

3.1.1 O2-Ar

3.1.2 CO2-CO

3.1.3 H2-H2O

3.2 动力学分析确定氧化的温度和时间

3.3 高温氧化试验

3.3.1 试验试样与设备

3.3.2 高温氧化试验

3.3.3 表面检测

3.4 本章小结

第四章 结论

参考文献

致谢