三十二、38CrMoAl钢表面搪瓷涂层的制备及性能

搪瓷涂层耐热震性能评价

搪瓷涂层耐热震性测试结果见表3.6。从表中可以非常明显的看到，在200-580℃热震时，搪瓷涂层均未出现损坏现象，1号试样搪瓷涂层在660℃脱瓷，在640℃未脱瓷，则1号试样的热震温度为
640℃，同理，4号试样搪瓷涂层的热震温度为620℃，5号试样搪瓷涂层的热震温度为580℃，10号试样的热震温度为640℃，因此，使用时应低于其热震温度，搪瓷涂层只有在低于其热震温度的
情况下才能完好的使用。

各个试样均在其热震温度时搪瓷涂层损坏，热震后的搪瓷试样表面形貌见图3.19。每项试验分别取三个相同的试样作为一个试样组，由图中可以看出，热震后的搪瓷涂层均出现部分脱落甚至全
部脱落从而裸露出基体的现象，结合表3.6 可知，各搪瓷涂层热震温度由高到低依次为：1号试样=10号试样>4号试样>5号试样。搪瓷涂层之所以出现损坏主要是由于金属基体和瓷层的膨胀系数
不同引起的，其次涂层质量对热震性能也有一定影响，一般而言，尤其是在加热温度不高的情况下，金属的膨胀系数大于搪瓷涂层的膨胀系数，这就导致试样在冷却过程中由于收缩小于金属基
体而受到较大的压应力，当此压力超过搪瓷涂层的抗压强度时，瓷层就会碎裂、脱落，而且搪瓷涂层越厚，搪瓷涂层参与形变的体积越大，与基体金属的膨胀系数差别越大，在同样地热震条件
下，搪瓷涂层受到的应力越大，因而较低的温度下也会碎裂、脱落。

查阅相关文献，了解到我国化工部标准中规定优质搪瓷制品的热震温度不低于 230℃，相比而言，表3.6中的搪瓷试样最低的热震温度可达580℃，最高的热震温度高达640℃，远大于标准中所要
求的的最低温度，这种优异的抗热冲击性能与合理的烧成工艺以及合适的搪瓷涂层厚度密不可分。

表3.6 搪瓷涂层耐热震性试验结果

试样编号热震后状态温度/℃	1号试样	4号试样	5号试样	10号试样
220	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
220	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
240	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
260	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
280	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
300	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
320	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
340	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
360	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
380	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
400	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
420	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
440	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
460	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
480	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
500	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
520	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
540	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
560	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
580	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷	无脱瓷
600	无脱瓷	无脱瓷	脱瓷	无脱瓷
620	无脱瓷	无脱瓷		无脱瓷
640	无脱瓷	脱瓷		无脱瓷
660	脱瓷			脱瓷

3.5本章小结
本章采用单因素变量法与L9(3)⁴正交试验法对搪瓷烧结工艺进行了优化，对不同工艺参数下制备的搪瓷涂层的耐磨性、耐蚀性以及热震性能进行了对比与分析。结果表明：
(1)搪瓷涂层的最佳烧结工艺参数为：900℃×45min 烧结随炉冷却，最佳厚度为256μm。
(2)经最佳工艺制备的搪瓷涂层(10号试样)表面光滑，组织致密无气孔，硬度为720HV，磨损率为2.9×10^-13m³/N.m，耐蚀性能评级为R_p/R_A为10/10 vs B，热震温度为640℃。

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