铁覆盖层有助于在热冲压过程中将Al–Si涂层转化为金属间化合物

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Iron Overlayers Facilitate Conversion of Al–Si Coatings to Intermetallics during Hot Stamping

Al-Si涂层钢通过热冲压制造高强度汽车部件，涂层防止氧化并形成Al-Fe-Si金属间化合物，但延长加热时间和污染滚筒。采用铁基缓冲层可提升吸热效率并加速涂层转化，使Al-Si完全转化为固态间化合物所需温度接近其熔点，有效减少滚筒污染。

　　

镀铝硅（Al–Si）的钢材是通过热冲压制造超高强度汽车零件的主要材料。这种涂层在钢材在炉中奥氏体化过程中保护基材免受氧化和脱碳的影响。同时，涂层与钢材发生反应，形成固体的Al–Fe–Si金属间化合物，从而提供长期的防腐保护。然而，由于涂层具有较高的反射率，会延长加热时间；此外，在熔融状态下，涂层还可能渗入炉辊，导致炉辊损坏。本研究提出了一种解决方案：在Al–Si涂层上沉积一层富铁层。引入第二种铁源不仅提高了基材吸收热辐射的能力，还促进了将金属涂层转化为金属间化合物的反应速度。横截面拉曼显微分析显示，只有当二元相θ（Al₁₃Fe₄）在620°C时转化为η（Al₅Fe₂）后，金属间化合物才会从钢材/涂层界面向Al–Si涂层内部生长。而富铁层的存在使得涂层能够在略高于Al–Si熔点的温度下完全转化为固态金属间化合物。这一策略为工业热冲压生产线上减少炉辊污染提供了一种有前景的新方法。