论文部分内容阅读
水平连铸以其工艺设备简单等优势被认为是一种高效的连铸技术。随着信息产业的迅速发展,对电子封装用集成电路键合线的需求量日益增加,而且对质量提出了越来越高的要求。如何生产出优质铸坯,使其能够满足后续加工的要求,是提高生产效率、获得高质量键合线材料的技术关键。目前外场如超声场、电磁场在冶金及材料加工领域得到了大量的研究及应用,为制备高质量键合线材料提供了契机。 本文以制备高质量Al-1%Si合金键合线铸坯为目的,在国家自然科学基金(50474055)的支持下进行了键合线材料水平连铸及外场改性研究。论文主要包括以下内容: 设计制作了一套水平连铸功率超声改性装置,在此设备上进行了Al-1%Si合金水平连铸实验,探讨了功率超声对铸坯表面质量、凝固组织及力学性能的影响规律。结果表明:在Al-1%Si合金水平连铸过程中施加功率超声能够提高保温炉内金属液温度均匀性,显著提高铸坯表面质量;并且,随着超声功率的增加,铸坯的显微组织得到细化,力学性能得到提高。 在上述实验的基础上,探讨了功率超声对Al-Si合金溶质偏析的抑制效应。实验结果表明:在功率超声作用下,Si元素在α(Al)基体中分布的均匀性得到了提高,溶质偏析得到了抑制。从功率超声对Al-1%Si合金凝固过程中的溶质扩散,结晶温度间隔,液穴形态,温度场和流动场以及合金微观组织形貌的影响出发,尝试性地对功率超声抑制溶质元素微观偏析的机理进行探讨性的解释和说明。 提出Al-1%Si合金键合线铸坯水平电磁连续铸造技术,设计制作了电磁成型系统并进行了水平电磁连铸实验,考察了电磁场对水平连铸坯表面质量、凝固组织、力学性能以及溶质偏析的影响。结果表明,在Al-1%Si合金水平连铸过程中施加工频电磁场,可改善铸坯表面质量,细化凝固组织,提高力学性能并抑制溶质偏析。