表面狀態與時效對鋁表面潤濕性的影響

王巖偉，趙丕陽，任青文，董一，郭娜娜,，王宗申,，翟曉慶,，朱光明,,*

（1.山東理工大學機械工程學院，山東 淄博 255000；2.山東省高校精密模具重點實驗室，山東 淄博 255000）

表面狀態與時效對鋁表面潤濕性的影響

王巖偉1，趙丕陽1，任青文1，董一1，郭娜娜1,2，王宗申1,2，翟曉慶1,2，朱光明1,2,*

（1.山東理工大學機械工程學院，山東 淄博 255000；2.山東省高校精密模具重點實驗室，山東 淄博 255000）

先用2 mol/L鹽酸溶液對高純鋁表面進行化學刻蝕，再依次在200、300和400 °C下各時效1 h。研究了刻蝕時間和時效處理對試樣表面微觀組織、成分和水接觸角的影響。對比了在不同溫度下時效處理后刻蝕試樣中部及邊界表面形貌和水接觸角的差別。結果表明：隨刻蝕時間延長，高純鋁表面逐漸產生微米級臺階狀結構，當刻蝕時間≥8 min后，高純鋁的表面水接觸角由初始的40°降至10°以下，即轉變為超親水狀態。當蝕刻試樣在200 °C下時效處理1 h后，表面由超親水轉變為親水，繼續在300 °C和400 °C下各時效1 h后，試樣表面恢復超親水性狀態。

高純鋁；刻蝕；高溫時效；表面形貌；水接觸角；親水性

鑄造模具材料表面的潤濕性對金屬的凝固有著重要的影響，主要是因為潤濕性較好的表面具有促進異質形核的表面形貌[1]，同時好的潤濕性能夠促進金屬液的傳熱，增加過冷度，因此當金屬表面呈強潤濕性時，既能夠增加金屬表面的異質形核點數，也能加強模具與金屬液之間的傳熱，促進金屬凝固。這種通過改善金屬基體表面潤濕性來提高金屬液凝固率的方法具有很好的發展前景。……