论文部分内容阅读
热镀锌工艺的应用日趋广泛，热镀锌锅作为热镀锌工艺的核心部件直接影响着热镀锌工艺的效率和镀锌钢材的质量。没有经过任何表面处理的热镀锌锅容易受到熔融锌的腐蚀，使用寿命短。为了提高热镀锌锅使用寿命，降低熔融锌对镀锌锅的腐蚀，本文采用等离子喷涂的方法在Q235钢表面制备了Mo涂层、FeAl涂层以及Mo/FeAl复合涂层，研究涂层对缓解熔融锌对镀锌锅腐蚀的作用。在涂层制备过程中等离子喷涂工艺参数进行了优化，结果发现：优化后FeAl涂层的结合强度可达83.7MPa，Mo涂层的结合强度可达69.4MPa，Mo/FeAl复合涂层的结合强度可达51MPa。借助SEM、EDS、XRD等检测手段对FeAl涂层、Mo涂层及Mo/FeAl复合涂层的微观组织、元素分布及相组成进行了分析，发现优化后涂层更为致密，涂层与基体间界面结合强度提高。FeAl涂层和Mo/FeAl复合涂层在460℃等同于锌液温度均具有良好的热震性能。相同试验条件下，Mo/FeAl复合涂层的热震寿命大于FeAl涂层，说明Mo打底层可以有效减小热失配应力，达到延长涂层热震寿命的目的。经超声处理后，在460℃的热震试验条件下，Mo/FeAl涂层的宏观启裂次数由136次增加至178次，Mo/FeAl涂层的热震寿命得到大幅提高。对FeAl涂层截面的显微硬度分布规律进行研究后发现， FeAl涂层与基体平行方向上的硬度显著地服从正态分布和Weibull分布，且涂层的硬度处于较高水平，可有效提高基体的耐磨性。通过摩擦磨损试验可以知道，FeAl涂层摩擦系数小于Q235基体的摩擦系数，可以提高基体的减摩性。涂层中总应力由均布等双向应力，45°均布剪应力以及xy向均布剪应力共同作用决定。通过钻孔法测涂层中的残余应力可以知道总应力在涂层与基体结合处达到最大值。由此可以推断处涂层与基体结合处涂层结合强度最低。把喷涂好的试样放入锌液中进行腐蚀试验，实验结果表明试验涂层具有很好的耐锌液腐蚀性能。