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热浸镀铝是一项将钢铁的表面强化、表面防护和表面装饰结合在一起的工艺技术。钢铁渗铝后可以增强其耐腐蚀、耐热及抗高温氧化等诸多性能,从而大大的减少钢铁因锈蚀和磨损等造成的经济损失,延长钢铁件的使用寿命,提高经济效益。钢铁表面热浸镀铝是将钢铁材料或零件浸入铝浴中,在钢铁表面形成铁铝化合物层和镀液层。本文主要采用溶剂法研究了在纯铝、含稀土铝合金镀液中钢铁表面热浸镀铝工艺,研究了在实验室条件下无覆盖剂热浸镀铝的新工艺和铸铁的高温抗氧化性能。采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射等研究手段,检测分析了浸铝镀层的成分和组织结构。此外,还采用流体力学等理论对圆柱型试样和平板型试样在镀铝过程中的表面镀层厚度控制模型进行了研究。主要研究成果如下:(1) 以质量分数为3%的酪酐溶液助镀的钝化法和以K2ZrF6为主盐配制的复合助镀剂助镀的盐膜法所进行的钢材热浸镀铝工艺试片,各项性能指标均达到了日本工业标准JISH8642-95的要求,适宜推广应用。(2) 稀土对于热浸镀铝具有良好的催渗作用,含0. 3%LPC混合稀土的铝合金渗层,具有良好的耐腐蚀性,约为纯铝的3倍,并改善了浸铝试样的表面质量。(3) 研究了热浸温度、时间及硅含量对HT200热浸渗铝的影响。结果表明:镀层厚度随温度增高和时间延长而增大,本试验中浸镀温度740-810℃,浸镀时间5-10min较佳。硅抑制渗层的生长,当镀液硅含量为2%、6%和9%时,镀层厚度分别为384μm、200μm和121μm。渗层结构由外镀层和中间扩散层(以Fe3Al为主)组成,经扩散退火后,渗层主要为Fe2Al5相。浸铝和浸铝且扩散退火处理后的铸铁抗氧化能力提高2-8倍,耐蚀性显著改善。(4) 热浸铝过程中表面镀铝层的厚度变化规律可以用简化的流体力学模型来进行研究。钢及铸铁表面热浸镀铝的新工艺及镀层厚度控制模型研究为热浸镀铝技术的进一步开发提供了必要的实验数据和理论依据,因而对工业生产实际具有一定的指导意义。