不同表面處理的H13鋼耐鋁液腐蝕的對比分析

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(1. 長安大學 材料科學與工程學院， 陜西 西安 710061; 2. 寧波工程學院 材料與化學工程學院， 浙江 寧波 315211)

隨著汽車工業輕量化、家電設備制造和航空航天等領域的迅猛發展，人們對節能環保的需求日益迫切。工業生產中對鋁及鋁合金制品的需求愈來愈高，而鋁制件大多是通過壓鑄的形式生產出來[1]。目前，我國壓鑄模具鋼主要使用的是H13鋼，但由于壓鑄環境十分惡劣，模具鋼需承受鋁合金高溫高壓的不斷沖擊腐蝕，極易發生疲勞開裂、焊合、腐蝕坑等各種形式的失效，這將大大降低模具的使用壽命[2-4]。

鋁合金壓鑄模具的焊合、腐蝕坑等失效現象的本質是鋁合金中的鋁元素與鋼基體中的鐵元素相互擴散，發生化學反應生成Al-Fe金屬間化合物[5]。該中間合金層黏附在模具鋼表面使得壓鑄件形狀、尺寸發生變化從而造成壓鑄件無法使用，且中間合金富鋁相較脆[6]。在實際生產中，模具鋼中所含大部分元素與熔融鋁合金具有一定的親和力[7]。在高溫高壓熔融鋁液作用下，中間合金層易發生開裂脫落，一方面脫落的合金進入熔融鋁液中破壞壓鑄件的合金成分而造成縮孔疏松等缺陷，另一方面，中間合金層的脫落將使基體表面重新置于鋁合金中，再不斷發生化學反應，并接著脫落，如此往復造成壓鑄模具產生腐蝕坑，最終致使模具永久失效[8-9]。因此，如何改善模具鋼的耐腐蝕性能變得尤為重要。

目前，關于H13鋼表面滲層的大部分研究僅涉及滲氮、滲碳等一元滲層，而碳氮硫共滲的耐腐蝕性能還鮮有研究?！?br>