摘要
铸铁HT250是制造船舶中速发动机活塞的主要材料。由于活塞顶部工作环境恶劣而极易受到腐蚀，降低了发动机的运转可靠性，增加设备维护运转成本。尤其是甲醇发动机活塞顶部容易受到甲醇燃料燃烧产物甲酸的腐蚀，限制了甲醇发动机的进一步推广应用。因此，提高铸铁表面的耐腐蚀性能具有重要的现实意义。本文采用微弧氧化与电泳复合处理工艺，利用微弧氧化技术在铸铁表面制备一层多孔耐蚀陶瓷膜层，利用电泳技术在陶瓷层表面制备SiO2电泳防腐层，二者制备的膜层机械咬合生成复合防腐膜层，可以很好的隔离基体与腐蚀介质接触,起到保护铸铁的作用。研究内容及结论如下： （1）铸铁MAO工艺参数探索。以硅酸钠、碳酸钠溶液为电解液，探究正向电压、氧化时间对膜层厚度、粗糙度、表面形貌、截面形貌的影响，探究制备的MAO膜层的生长过程、化学成分、耐腐蚀性能。结果表明，随着正向电压的增大、氧化时间的增长，膜层厚度、粗糙度逐渐增大，膜层呈现疏松-致密-疏松的变化规律，220V、2.5min制备的膜层致密度高，与基体的结合状态好。MAO膜层主要由Fe、Si、O三种元素形成的化合物组成且以非晶态形式存在。工艺优化后的铸铁MAO试样腐蚀电位正移0.13V，腐蚀电流密度降低一个数量级。 （2）电泳沉积层的制备及封孔性能探究。以SiO2溶液和电泳漆为电泳液，以反应过程电流变化、微观形貌、缺陷处元素含量衡量电泳封孔效果及复合膜层结合状态。结果表明，电泳过程反应电流由1.5A降至0A，微弧氧化膜层孔洞缺陷处被SiO2胶体粒子封堵，C、Si元素含量显著提高，电泳膜层与微弧氧化膜层形成犬牙交错式的机械咬合。 （3）复合膜层耐腐蚀性能研究。对微弧氧化、电泳复合处理后的试样进行电化学腐蚀实验、甲酸浸泡实验、抗高温氧化及耐热冲击实验。结果表明，复合处理后的试样腐蚀电位正移0.5V，腐蚀电流密度降低3个数量级，极化电阻提高294.7倍，经5%甲酸浸泡8h后表面完整无脱落，试样失重几乎为0，经2h、350℃反复高温6次后膜层未出现开裂现象，复合膜层对基体的保护效果较好。
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