浇注温度对转棒诱导形核法制备Al-25Si合金半固态组织的影响

采用转棒诱导形核法制备Al-25Si半固态浆料,研究了浇注温度对合金半固态浆料组织的影响,结合熔体运动状态探讨了其组织细化机理。结果表明,当浇注温度约为785℃时,熔体在转棒表面铺展成面积最大、厚度最小的熔体薄膜,可以获得尺寸细小、均匀分布于基体中的初生Si颗粒,初生Si颗粒的等效直径约为27μm,形状因子为0.8。     

转棒诱导形核法对高硅铝合金中富Fe相的影响

研究了转棒诱导形核法制备半固态合金浆料,探讨了转棒诱导形核法对高Si铝合金半固态显微组织的影响,初步探讨了转棒诱导形核法对富Fe相形貌的影响机理。结果表明,转棒诱导形核法对合金组织中的富Fe相细化效果明显,其等效直径从常规铸造的170~250μm细化至39μm左右,富Fe相主要为δ-Al4FeSi2相。当转棒转速为500r/min时,熔体在转棒上能最大程度地铺展,使熔体有一个较大且均匀的过冷度,对富Fe相具有最佳的细化效果。     

转棒诱导形核法制备Al-23Si-4.4Fe-3Cu-1Mg合金半固态浆料

采用转棒诱导形核法制备Al-23Si-4.4Fe-3Cu-1Mg铝合金半固态浆料,探讨熔体浇注温度及转棒转速对Al-23Si-4.4Fe-3Cu-1Mg合金半固态坯料金相组织的影响及原因。结果表明,当浇注温度为830℃,转棒转速为500r/min时细化效果最好,此时初生Si和富Fe相均匀地分布于基体中,二者的等效直径及形状因子分别为(35±2)μm、0.76和(50±2)μm、0.51。     

高温纯铝低温高硅铝合金容体混合对组织的影响

通过过热纯铝液与半固态过共晶铝硅合金熔体混合,研究了凝固组织的变化,并对比了750℃熔炼浇注与常规熔体混合两种方法对组织的影响.结果表明,前者所得的合金凝固组织兼具亚共晶和过共晶铝硅合金组织特征,并且能很好地细化初生Si相.后两种方法所得合金只具有一般过共晶铝硅合金组织特征,且对初生Si相的细化效果不显著.     

电磁搅拌协同转棒诱导形核制备Al-25Si合金半固态浆料

采用电磁搅拌协同转棒诱导形核法制备了Al-25Si合金半固态浆料,研究了转棒转速及搅拌电流对合金半固态显微组织的影响。结果表明,转速及电流过高或过低时,初生Si的尺寸较大且会聚集。当转速为500r/min、搅拌电流为25A时,能够获得分布均匀,尺寸约为25μm的初生Si颗粒且其边缘钝化。     

准共晶铝硅合金半固态坯料重熔加热时的组织演变

以Al-10Si-3Cu-1Mg准共晶铝硅合金为研究对象,采用低温铸造法制得半固态淬火坯料,研究坯料重熔加热温度和保温时间对组织演变的影响.结果表明,提高加热温度或者延长保温时间,可使准共晶铝硅合金中共晶硅由铸态坯料显微组织的条状、蠕虫状及网状转变为球状或块状,网状被打开直至长成粗大的球状;共晶α相与初生α-Al相合并、长大成完全的非枝晶组织.准共晶铝硅合金坯料半固态加热重熔的最佳工艺参数为:558℃保温40 min或568℃保温20 min,既可使初生α-Al相完全非枝晶化,又可使共晶硅转变为小的粒状.     

孕育形核处理对金锡共晶合金铸态凝固组织的影响

研究了添加微量Au或Sn作为孕育形核剂进行孕育形核处理对金锡共晶合金Au20Sn铸态凝固组织的影响。结果表明:添加微量Au或Sn进行孕育形核处理均将显著改善金锡共晶合金铸态凝固组织,特别是改变了初生相的结构、形貌和尺寸。初生相的结构由传统凝固组织中的’-Au5Sn相改变为-AuSn相,初生相的形貌和尺寸由粗大且分布不均的树枝状改变为细小且分布较为均匀的棒状或卵状,而且添加微量Sn比添加微量Au孕育形核处理后得到的凝固组织中初生相更趋均匀;同时,孕育形核处理也细化了共晶层片组织,共晶团的平均尺寸明显减小。     

半固态铝合金钛、硼细化工艺研究

采用钛硼细化工艺,结合低温浇注方法,制备了ZL104铝合金半固态坯料,并将坯料重新加热至半固态温度进行等温处理.实验结果表明:钛硼有效地细化了合金的铸态组织,半固态重熔过程中可获得球形初生α-Al晶粒,浇注温度越低,铸态组织越细,球形初生α-Al晶粒组织越好.     

近液相线半连续铸造过程中A390合金初生硅的形成机理

采用近液相线半连续铸造技术制备A390合金坯料,对铸锭显微组织进行金相观察,采用图像分析软件Image-ProPlus计算晶粒尺寸,研究浇注温度从高于液相线(650℃)100℃至10℃范围内变化对A390合金初生硅尺寸形貌的影响。结果表明:近液相线半连续铸造时,较低的浇注温度以及较均匀的温度场有利于均匀形核,同时减小熔体中Si的浓度梯度,从而消除Si原子聚集成团的条件,抑制初生硅的生长;因此,仅控制近液相线半连续铸造的工艺参数即可改善A390合金半固态坯料中初生硅尺寸形貌,这是制备过共晶铝硅合金半固态坯料的简单、可行、高效和低成本的方法。     

快速凝固Al-Si合金的组织形态及相结构

利用单辊旋淬法制备快速凝固共晶和过共晶铝硅合金条带,采用扫描电镜、透射电镜及XRD技术对试样的组织形貌、相结构进行表征.结果表明:快速凝固后组织明显细化,共晶和过共晶组织转变成了亚共晶组织;与平衡态相比,快速凝固有效抑制硅相的形核与生长,初生硅不能析出,α相领先共晶形核生长,形成α相和分布在α相间的羽毛针列状共晶体复合组织.     

磷盐复合变质和试棒尺寸对Al-30Si铸态组织的影响

试验研究了磷盐复合变质和试棒尺寸对Al-30Si铸态组织的影响。结果表明:磷盐的加入使合金组织中的初生硅和共晶组织都得到了细化,并随着磷盐加入量的增加,初生硅的尺寸逐渐减小;当加入量达到1%时初生硅的尺寸最小,从原来的200μm减小到30μm以下,再增加磷盐的加入量初生硅的尺寸变化不大,反而气孔缺陷增多。尴15mm的试棒由于尺寸较小,心部和外部的组织变化不大;尴75mm的试棒的组织,从外部到心部初生硅的尺寸渐渐增加,从40μm增加到60μm,且αAl的数量增多。     

流变铸造Al-20Si合金

研究了剪切低温浇注式半固态浆料制备工艺（LSPSF）对Al-20Si过共晶合金中初生Si相尺寸和形貌的影响。结果表明，LSPSF工艺可制备质量优良的Al-20Si合金半固态浆料和坯料；初生Si得到明显细化，分布均匀，形态发生了明显改变，由板片状转变为多角块状；磷变质处理可强化LSPSF工艺的细化效果，但浇注温度过低时，初生Si相发生偏聚。在LSPSF工艺条件下，初生Si得以细化和圆整化主要归因于LSPSF工艺引起的增强异质形核作用和抑制初生Si择优生长作用。     

超声处理铝硅合金过程中的溢出现象

在超声处理铝硅合金的过程中,伴随着金属液的凝固,一部分半固态金属会在超声工具头附近溢出并沿工具头向上爬升。研究超声处理过程中的这种特殊现象,并对其成因及溢出部分的微观组织变化进行讨论。结果表明：溢出现象与半固态金属中的液体流动和振动模式变化有关。溢出部分来自于超声作用最强烈的区域,且在凝固过程中随超声工具头进行高频振动,因此在溢出部分得到十分细化的凝固组织。初生α（Al）由粗大的树枝晶变为细小的等轴晶,尺寸减小为约70μm;块状初生硅和针片状共晶硅全部变为细小的硅晶粒,尺寸减小至约10μm。     

稀土处理与低温浇注制备半固态铝合金

本文采用稀土处理与低温浇注工艺制备ZL104铝合金半固态坯料,研究了坯料在重熔加热过程中组织的变化.实验结果表明:稀土处理和低温浇注有效地细化了合金的铸态组织,半固态重熔过程中可获得球形初生α-Al晶粒.当605℃浇注的坯料在580℃下半固态保温30～90min时,获得的球形初生α-Al晶粒组织最佳.     

搅拌温度对半固态过共晶铝硅合金中初生硅形貌的影响

采用等温搅拌法制备过共晶铝硅合金半固态浆料,研究了搅拌温度对初生硅形貌的影响。结果表明,搅拌可明显改善初生硅的形貌,使其细化、球化。搅拌温度过高,熔体内部过冷度较小,先析出的初生硅晶核较少,初生硅长大时相互间抑制作用较小,易择优长成较粗大的初生硅,这些较粗大的初生硅不易碎化、磨圆而得以保留。降低搅拌温度,熔体内过冷度增大,利于提高熔体内部的形核率,初生硅长大时相互间抑制作用较大,长成的初生硅较细小,易被碎化、磨圆细化、球化。但搅拌温度过低,尽管制备的初生硅更细小,却由于初生硅间易出现团聚,球化程度会变差。     

过共晶铝硅合金对铝合金的变质作用研究

半固态加工技术中的一个关键问题就是如何制备优质的半固态合金棒坯料.通过在亚共晶Al-Si合金熔液中搅入初生Si相为颗粒状的过共晶Al-Si合金,使颗粒状Si相在液相线温度下扩散到熔液中,成为形核质点,抑止枝晶组织的形成,从而获得满足半固态加工要求的非枝晶组织.结合电镜分析结果,对变质作用的机理进行了初步分析.     

低温铸造法制备过共晶铝硅合金坯料的研究

提出利用低温铸造法进行半固态成形坯料的制备，研究了不同浇注温度下Al-20%Si合金组织形态的差异，讨论了通过CO2气体对初生硅颗粒形状、大小的影响及作用机理。结果表明，采用低温铸造法可以获得初生硅颗粒细小、分布均匀的过共晶铝硅合金坯料。     

金锡共晶合金凝固研究进展

金锡二元共晶合金钎料是一种广泛应用于高可靠微电子与光电子器件封装中的连接材料,目前我国对该类高性能钎料的凝固与成形控制缺乏深入系统地研究。合金铸态组织粗大和硬脆性金属间化合物的不均匀分布是导致合金加工成形困难的根本原因,铸态组织细化将显著提高合金的加工成形性能。综述了合金的快速凝固、熔体温度处理、孕育形核处理和熔体混合处理等对金锡共晶合金凝固组织细化及组织演变规律影响等方面的研究进展。     

一种搅拌工艺制备A356半固态浆料的实验研究

开发了一种制备A356铝合金半固态浆料的搅拌工艺。与现有的机械搅拌和电磁搅拌不同的是该搅拌工艺是在熔融金属开始凝固前进行搅拌,其搅拌的作用是使初生晶均匀分布而不是破碎枝晶,并研究了搅拌棒的材质、插入熔体的温度、旋转速度及其直径对初生晶的形状、尺寸和分布的影响。结果表明,当搅拌棒与熔融金属的材料相同时,搅拌棒表面作为初生晶体的形核位点,生成众多的初生晶核,随着搅拌棒的旋转这些初生晶核不断地从棒表面分离进入熔体中,引起初生晶的细化和球化。通过优化搅拌棒插入熔体的温度、旋转速度及其直径等工艺参数,可以获得尺寸均匀细小的近球形初生晶的理想半固态浆料。     

Cu-P合金变质过共晶铝硅合金时熔体搅拌工艺对变质效果的影响

针对过共晶铝硅合金经过P变质后初生硅仍然粗人大的问题,采用Cu-9%P合金变质处理Al-15%Si、Al-18%Si、Al-20%Si合金,变质处理后对熔体进行搅拌,研究了搅拌工艺对变质处理效果的影响,分析了熔体搅拌提高变质效果机理。结果表明,Cu-P合金变质过共晶铝硅合金时,对熔体进行搅拌可显著提高变质效果,初生硅最高可细化85%;在最佳搅拌时间内,搅拌强度越大、硅含量越高,变质效果越好;搅拌熔体迫使富P区域内AIP停止生长,熔体流动速度越快,对富PP区域内AlP的冲刷越强烈,越容易得到细小的AlP;搅拌熔体能够增加组织中初生α相的数量,搅拌工艺合适时,典型的共晶组织基本消失,可获得连续的α基体上均匀分布细小初生硅的凝固组织。