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。功率超聲技術是指利用較大功率的超聲波對物質作用，以改變或加速改變物質的一些物理、化學和生物特性或狀態(tài)的技術。功率超聲技術是以物理、機械、電子、材料等學科為基礎發(fā)展起來的高新技術，應用很廣泛，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)學和聲化學等領域。 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、善鑄件組織結構、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雜程度的提高，要求Al-1﹪Si鍵合線具有更高化學均勻性及更細的直徑。在生產鍵合線時，斷裂現(xiàn)象經常發(fā)生，這

3、已經成為制約生產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晶器結構及水平連鑄工藝參數(shù)進行了優(yōu)化設計。主要研究了功率超聲對Al-1﹪Si合金凝固曲線、保溫爐內金屬液溫度分布、鑄坯表面質量、凝固組織以及力學性能的影響。實驗結果表明：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金屬液溫度均勻性，提高鑄坯表面質量，細化晶