功率超聲作用下Al-1﹪Si合金水平連鑄實驗研究.pdf

1、作為超聲學(xué)中一個重要分支，功率超聲研究的是超聲波的能量作用。功率超聲技術(shù)是指利用較大功率的超聲波對物質(zhì)作用，以改變或加速改變物質(zhì)的一些物理、化學(xué)和生物特性或狀態(tài)的技術(shù)。功率超聲技術(shù)是以物理、機械、電子、材料等學(xué)科為基礎(chǔ)發(fā)展起來的高新技術(shù)，應(yīng)用很廣泛，主要涉及功率超聲輔助材料制備、超聲清洗、超聲焊接、超聲醫(yī)學(xué)和聲化學(xué)等領(lǐng)域。 本試驗主要研究功率超聲對水平連續(xù)鑄造Al-1﹪Si合金凝固行為的影響。在金屬或合金的凝固過程中施加振動是改

2、善鑄件組織結(jié)構(gòu)、細化晶粒、提高鑄件機械性能最有效的方法之一。早在1935年，Sokolov就用超聲振動裝置對純金屬進行了振動凝固研究。超聲振動公認(rèn)的效果有：細化晶粒，組織均勻化，去氣凈化等。 Al-1﹪Si合金是制作集成電路和半導(dǎo)體分立器件鍵合線的重要材料。目前，隨著集成電路向小型化、高集成度方向的發(fā)展，同時隨著鍵合速度及復(fù)雜程度的提高，要求Al-1﹪Si鍵合線具有更高化學(xué)均勻性及更細的直徑。在生產(chǎn)鍵合線時，斷裂現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，這

3、已經(jīng)成為制約生產(chǎn)效率提高的一個瓶頸。為解決拉拔過程中出現(xiàn)的斷裂現(xiàn)象，本研究通過在水平連鑄過程中施加超聲場來制備Al-1﹪Si合金鑄坯。 本文對水平連鑄裝置的結(jié)晶器結(jié)構(gòu)及水平連鑄工藝參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計。主要研究了功率超聲對Al-1﹪Si合金凝固曲線、保溫爐內(nèi)金屬液溫度分布、鑄坯表面質(zhì)量、凝固組織以及力學(xué)性能的影響。實驗結(jié)果表明：在Al-1﹪Si合金水平連鑄過程中施加功率超聲能夠提高保溫爐內(nèi)金屬液溫度均勻性，提高鑄坯表面質(zhì)量，細化晶