来源：网络整理 日期：2021-02-01 16:15 点击： 

铝-钢体系是典范的回响润湿体系，在热浸铝家产中起着至关重要的浸染。铝和铁具有高的回响性，铝熔滴与钢板短时间(20 ms内)的打仗就会在界面处发生金属间化合物[]。另外，润湿进程中呈此刻三相线前沿的薄膜(前驱膜)往往具有较好的润湿性。今朝，大大都关于前驱膜的研究会合于室温润湿体系，选择化学身分单一的液滴且制止润湿进程中基板和熔滴之间产生回响[-]。在高温、高回响性的润湿体系中，前驱膜的形成机理与动力学纪律有待于进一步研究。

高温下，金属润湿体系中的前驱膜现象更为巨大，形成机制仍没有统必然论。Webb等人[]操作模仿要领研究了前驱膜节制润湿的Pb-Cu体系，而模仿功效中发生的前驱膜(在原子标准范畴内)在试验进程中很难被调查到[-]。在金属-陶瓷的润湿体系中，Xian[]提出了前驱膜的产朝气制为快速吸附-薄层漫流，且这种Sn基钎料在润湿Sialon陶瓷进程中呈现的前驱膜还需要满意熔体中含有微量活性元素、特定的温度等条件。另外，Lin等人[]提出前驱膜的形成还需要满意熔体中的活性组分在固-液界面的浸染大于与溶剂的彼此浸染，同时又能保持弱的界面回响性，前驱膜(吸附膜)是典范吸附润湿的特征之一。尽量前驱膜的呈现老是陪伴较好的润湿性，但其形成机制在金属-金属和金属-陶瓷体系中大概有所差异。回收特定要领来诱发前驱膜的发生并把握其形成机制对今朝的家产出产具有重要的指导意义。

文中回收座滴法在高真空条件下研究了熔融4043/6061铝合金(两者既是遍及应用的商用铝合金，又是钢热浸铝应用的典范铝合金，前者中主要合金元素硅表示为界面活性；后者中主要合金元素镁则表示为外貌活性)别离在Q235钢外貌的润湿行为，并成立前驱膜形成机制与界面布局之间的接洽，展现体系的铺展动力学特征。

1 试 验

4043/6061Al合金由相应牌号的焊丝真空熔炼而成(经DSC测试两者熔点别离为578 ℃和590 ℃)，Q235钢板(20 mm×20 mm×1 mm)，化学身分如所示。Q235钢板由机器打磨并抛光至最终平均粗拙度约为10 nm(丈量范畴为2 mm)。

表 1 试验质料的化学身分 Table 1 Chemical composition of the materials

(w / %)  
Materials   Fe   Si   Cu   Mn   Mg   Zn   Ti   Al  
Al 4043   0.80   5.00   0.30   0.05   0.05   0.10   0.20   Bal.  
Al 6061   0.70   0.60   0.15   0.15   0.90   0.25   0.15   Bal.  
Q235 Steel   Bal.   0.01   0.39   0.25  

润湿试验在高真空(1.0×10-4 Pa)情况中，回收了与文献[]雷同的改善座滴法，试验装置示意图如所示。润湿试验前，将Q235钢板和铝合金别离放入丙酮中超声清洗3次，然后将Q235钢板置于真空管式炉内，抽真空及加热，加热速率为20 ℃/min。待温度及真空度不变后将铝熔滴滴到钢板上同时操作高判别率 (2 896×1 944 pixels)摄像机监测整个润湿铺展进程，铺展开始后每隔30 s拍一次照片。

 
图 1 润湿试验装置示意图 Figure 1 Schematic diagram of the wetting experimental apparatus  

 

润湿试验后，操作液滴形状阐明软件提取打仗角、铺展半径随时间变革的数据。选取典范的试验样品取横截面抛光，用扫描电子显微镜(SEM,FEG 450,荷兰)及XRD(D8 Advance,BrukerAXS,Karlsruhe,德国)对界面、三相线微观布局及化学组分、物相举办了阐明。

2 功效与接头

4043和6061铝合金在Q235钢外貌打仗角及归一化打仗半径随时间的变革如所示。4043/6061铝-Q235钢为典范的回响润湿体系，打仗角随润湿时间的增加而逐渐变小，升高温度后Fe-Al回响性加强，润湿性改进，750 ℃时两组4043铝合金润湿试验比拟可知润湿试验有较好的反复性，如所示。4043铝及6061铝合金润湿初始平均打仗角别离为96°、116°。4043铝合金中Si的浸染使得熔融铝合金外貌张力减小，因此初始打仗角较小。4043铝合金润湿Q235钢进程中，打仗半径随时间变革可以用指数函数来描写:

    (1)

上一篇：光纤激光切割铝合金薄板工艺特性研究