氮化铬与氮化铬/氮化钛镀覆耐热钢微结构与铝液中腐蚀行为

压铸或适合铝合金射出成形机的模具容易受到熔融铝合金的侵蚀。本研究以阴极电弧法镀覆4μm氮化铬/氮化钛多层膜或6μm氮化铬于耐热钢底材,并于700℃A356铝液中进行1至21 h浸蚀试验,每间隔3 h取出一试片,分别以平面向和横截面金相光学显微镜观察进行破损分析,并以穿透式电子显微镜观察镀层的微结构。试验结果显示经过一段潜伏期后,氮化铬或氮化铬/氮化钛多层膜镀覆耐热钢受到铝液局部侵蚀,而形成蚀孔,氮化铬镀覆耐热的潜伏期短于氮化铬/氮化钛多层膜镀覆耐热钢的潜伏期,然而一旦蚀孔产生后,氮化铬氮化钛多层膜镀覆耐热钢的破损面积增加率则大于氮化铬镀覆耐热钢。浸蚀21 h后,氮化铬或氮化铬/氮化钛多层膜的厚度未受铝液的侵蚀而改变。对于氮化铬与氮化铬/氮化钛多层膜抗腐蚀能力差异,可由结晶构造来解释,即氮化铬/氮化钛多层膜为细致氮化铬、氮化钛交互堆栈柱状晶,氮化铬则呈较粗大的柱状晶结构,镀膜中的针孔缺陷密度随组织细化而递减,所以氮化铬/氮化钛多层膜比氮化铬更有效减缓蚀孔形成。