高能喷丸对15CrMo钢表面化学转化膜特性的影响研究

发布时间：2017-11-05 08:06

  本文关键词：高能喷丸对15CrMo钢表面化学转化膜特性的影响研究

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【摘要】：钢铁件表面转化膜的质量除了与转化液的性质有关,还受材料的成分、微观组织和表面状态等因素影响。经高能喷丸处理的钢铁件表面具有高密度的晶体结构缺陷如：晶界、位错等,这种高密度晶体缺陷使钢铁件表面的原子化学活性大大升高,并增多原子的扩散通道。经高能喷丸处理获得的这种高密度晶体结构的特性已被用于一些表面技术中,如缩短渗氮时间、降低渗氮温度,提高渗氮层的厚度、硬度、耐蚀性等,但是在化学转化膜中的应用未见报道。本文以15CrMo钢为研究对象,首先采用高能喷丸技术对15CrMo钢表面进行大塑性变形加工,利用金相分析法及X射线衍射技术分析钢喷丸前后的组织特征；分别在高能喷丸前后的钢基体上制备3种典型的化学转化膜,包括传统化学磷化、电场加速磷化、常温发黑氧化,对各种转化膜的形貌、厚度、耐蚀性等特征进行表征,研究高能喷丸后的组织对化学转化膜特性的影响规律。结果表明：经过高能喷丸处理后的15CrMo钢表面铁索体的晶界变得模糊、难以分辨；珠光体变形流纹清晰,发生弯曲、扭转、破碎和尺寸细化。高能喷丸处理使15CrMo钢表面发生显著的塑形变形,组织发生强烈细化,XRD衍射峰呈现明显宽化。同时,高能喷丸处理造成15CrMo钢表面粗糙度增加。与普通低碳钢的磷化工艺,15CrMo低合金钢表面磷化处理需要提高磷化温度至75℃,并增加强氧化剂NaClO3含量。经高能喷丸处理后15CrMo钢表面生成的磷化膜结晶特征不明显,膜层呈细密、絮状覆盖在金属表面；喷丸后磷化膜厚度显著提高,由喷丸前的低于1μm提高到3μm；喷丸后磷化膜具有更好的耐蚀性,极化电阻增大2.8倍,自腐蚀电流密度减小60%,耐盐水浸泡时间明显延长；高能喷丸处理显著提高钢上磷化膜后续复合有机涂层的附着性,复合涂层形貌和耐化学试剂性能影响不大。与低合金钢表面普通浸润式磷化工艺,电化学磷化处理可以在常温下进行。经高能喷丸后15CrMo钢表面生成的磷化膜结晶特征不明显；喷丸处理可以使钢表面磷化膜厚度显著提高,由喷丸前的2.37μm提高到3.5μm：喷丸后钢的电化学磷化膜具有更好的耐蚀性,极化电阻增大约1.8倍,自腐蚀电流密度减小44%,耐盐水浸泡时间延长；高能喷丸显著提高钢上电化学磷化膜后续复合有机涂层的附着性,复合涂层形貌和耐化学试剂性能影响不大。高能喷丸处理后15CrMo钢表面生成的黑色转化膜结晶颗粒更佳细小,膜层均匀致密,且钢基体的合金元素Mo参与成膜。高能喷丸处理提高了15CrMo钢表面黑色转化膜的耐蚀性,表现为自腐蚀电位提高90 mV、自腐蚀电流密度降低60%、膜层电阻增大超过6倍、耐盐水浸泡时间延长。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG178;TG668

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本文编号：1143299