凝固過(guò)程中外場(chǎng)對(duì)流動(dòng)控制的研究.pdf

1、低熔點(diǎn)合金由于其性能優(yōu)勢(shì)廣泛地應(yīng)用于電子等工業(yè)領(lǐng)域，特別是低熔點(diǎn)共晶如傳統(tǒng)的焊料Pb-Sn合金更是備受重視。但隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)無(wú)鉛產(chǎn)品的研究正逐漸增多，Sn-Bi、Bi-In、Sn-Zn等合金由于熔點(diǎn)低且性能接近或優(yōu)于Pb-Sn合金成為了可能替代品，但上述合金在常規(guī)條件下凝固組織粗大、偏析嚴(yán)重，不能滿足工業(yè)要求。另一方面，研究表明：熔體內(nèi)流動(dòng)對(duì)枝晶的生長(zhǎng)具有很大的影響，這種影響對(duì)合金組織及性能起著決定性的作用，但目前對(duì)其在凝固

2、過(guò)程中的作用機(jī)制的研究還處于探索階段，很多問(wèn)題尚待解決。 針對(duì)這一現(xiàn)象，本文使用磁場(chǎng)強(qiáng)度為450mT旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，在磁場(chǎng)條件下和常規(guī)條件下對(duì)Pb-Sn及鉛替代合金Sn-Bi、Bi-In、Sn-Zn進(jìn)行了熔化和凝固實(shí)驗(yàn)。此外嘗試了在合金中添加稀土元素Ce(鈰)，研究了結(jié)合磁場(chǎng)及Ce的作用對(duì)結(jié)晶組織以及對(duì)合金潤(rùn)濕性能的影響。主要研究工作和研究結(jié)果如下： 1．分析了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)下Pb-48﹪Sn亞共晶和Pb-67﹪Sn、Pb-

3、80﹪Sn過(guò)共晶以及摻入Ce后合金的凝固組織，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)能消除宏觀偏析，碎斷和細(xì)化枝晶，摻入第三元素Ce能進(jìn)一步細(xì)化并得到均勻組織。 2．研究了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)及Ce(鈰)對(duì)sn-50﹪Bi、Sn-55﹪Bi過(guò)共晶及Sn-65﹪Bi、Sn-59﹪Bi過(guò)共晶凝固過(guò)程的影響。結(jié)果表明：對(duì)亞共晶，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)能顯著的細(xì)化晶粒，抑制初生相Sn的生長(zhǎng)，改善組織，但對(duì)過(guò)共晶初生相Bi的細(xì)化作用不大；在過(guò)共晶中摻入Ce后施加旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，明顯抑制了初生相的