三十三、38CrMoAl钢表面搪瓷涂层的制备及性能
日期：24-07-22 时间：02:16 来源： 进口杀菌搪瓷钢板
三十三、38CrMoAl钢表面搪瓷涂层的制备及性能
稀土改性搪瓷涂层的制备与耐磨性能评价(1)
前言
通过第三章中的试验最终得到了耐蚀性能极优且耐磨性能较高的厚度为256μm的搪瓷涂层，考虑到注塑机螺杆的服役条件可知，螺杆在工作过程中最易磨蚀失效，使其不能正常工作。
然而在最佳工艺参数烧结温度900℃，保温45min下制得的厚度为256μm的搪瓷涂层的耐磨性仍然不是很理想，通过查阅搪瓷相关文献了解到：在搪瓷釉料中添加RECeO2后，可显著改
善釉料的烧结性、致密度、显微结构和相组成等，从而提高釉料的质量和性能，尤其能提高釉料的耐磨性能。有研究表明，在搪瓷瓷釉中加入CeO2后，在烧结过程中，由于CeO2的表
面活性高，Ce⁴+的粒子有很强的氧化性，其氧化性 反应式为：
Ce4+ +2e≒Ce²+ （4）
因而极易获得釉料中的价电子，引发自发形核，即应用了Ce4+粒子的光敏与热敏特性，降低了釉料的析晶活化能，使瓷釉中形成较多的细小晶粒，微观组织致密，其内聚强度会增加，
宏观表面细腻平滑有光泽。在摩擦过程中，内聚强度的增加有利于阻止瓷层，内微裂纹的产生和扩展，从而提高耐磨性；细腻平滑表面的摩擦系数较低，接触表面间的温度亦较低，产
生的热量更少，这样有利于阻止热应力的产生及涂层试样的塑性变形， 从而提高耐磨性。
通过在釉料中添加稀土CeO2可显著提高搪瓷涂层的耐磨性。其作用机理根据公式（4） 可知：Ce4+粒子能自发形核，细化晶粒，使组织致密平滑。稀土的加入方法一般有两种：熔加法
和磨加法。文献中指出，熔加法制得的稀土搪瓷试样中未检测到稀土元素的存在，高温（1300-1350℃）下稀土大量挥发，因而不会对搪瓷涂层的物理化学性能产生影响。张春华等采用
磨加稀土的方法在高温钛合金Ti60 表面制备了一层稀土改性搪瓷涂层，以提高其耐磨性能，结果表明：引入稀土对搪瓷涂层的硬度并无明显影响，但稀土搪瓷涂层的摩擦系数低于未添
加稀土的搪瓷涂层，韧性、抗磨性能高于未添加稀土的搪瓷涂层。可见采用稀土改性搪瓷涂层的方法来提高搪瓷涂层的耐磨性能十分有效。
稀土CeO2加入到瓷釉中，由于其特殊的电子层结构，良好的表面活性，可以降低 材料的熔点，因而原先的最佳工艺参数900℃已不适用于添加稀土后搪瓷涂层的烧结工艺，添加稀土的
搪瓷涂层应在更低的温度下进行烧结以获得耐磨耐蚀性能更高的搪瓷涂层，本章选取烧结温度、保温时间、稀土添加量作为正交试验的三个因素，采用L₉ (3) ⁴正交试验方法制得耐磨性
能更高的稀土改性搪瓷涂层，并将第三章中最佳工艺下制得的 搪瓷涂层（10号试样）与最佳的稀土改性搪瓷涂层的耐磨性能进行了对比与分析。
