過共晶Sn-62Bi半固態(tài)合金擠壓工藝與性能研究.pdf

1、針對傳統(tǒng)鑄造擠壓加工方法制備的Sn-62Bi合金脆性大嚴(yán)重阻礙了其再無鉛低熔點(diǎn)合金和電子元器件等方面的應(yīng)用，本文對高塑性的Sn-62Bi合金棒材的制備和絲材加工進(jìn)行了創(chuàng)新探究，采用了半固態(tài)成形技術(shù)制備塑性優(yōu)異的Sn-62Bi合金棒材和絲材。主要研究如下：利用半固態(tài)成形技術(shù)制備高塑性的半固態(tài)Sn-62Bi合金棒材，通過模擬擠壓設(shè)計出最優(yōu)的擠壓模具，來制備Sn-62Bi合金絲材。通過金相顯微鏡、萬能力學(xué)拉伸試驗(yàn)機(jī)、掃描電鏡等設(shè)備和技術(shù)，探索

2、了不同的制備工藝對半固態(tài)Sn-62Bi合金組織和塑性的演變和機(jī)理，并探究不同時效時間對Sn-62Bi合金絲材組織和塑性的影響。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明：Sn-62Bi合金由初生相α-Bi和共晶組織構(gòu)成，在半固態(tài)區(qū)域，對Sn-62Bi合金漿料采用機(jī)械攪拌與超聲波攪拌后，初生相α-Bi由大塊狀變成有規(guī)則細(xì)小的方塊狀，使合金塑性得到提高。在半固態(tài)溫度區(qū)間的145℃機(jī)械攪拌15min的工藝條件下，其室溫下的延伸率為40.1％，與在180℃普通鑄

3、造相比提高了299%。對半固態(tài)棒材合金棒材做拉伸測試后，對其斷口形貌分析可知，拉伸斷裂類型屬于塑性斷裂，且斷面形貌由韌窩和小塊狀解理平臺相互參雜而成。
　　DEFORM有限元軟件對半固態(tài)Sn-62Bi合金擠壓模具優(yōu)化分析后將擠壓比定56.89，模角定為30o，定徑帶參數(shù)定為5mm，模具的材料強(qiáng)度應(yīng)大于1000MPa。模具加工制備后對Sn-62Bi合金絲材擠壓過程分析，當(dāng)合金棒材塑性較差時，絲材擠壓制備所需要的擠壓力增加，擠壓所得最

4、大擠壓力處于30~50kN范圍，與模擬基本吻合；Sn-62Bi合金棒材在擠壓過程中所受最小擠壓力31840N，分布比較均勻，但是合金在模具倒角邊緣的應(yīng)變略大于中心部位處。擠壓后的Sn-62Bi合金絲材組織和性能結(jié)果表明，對于普通水冷鑄造的Sn-62Bi合金棒材由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，Bi相在擠壓過程并不能完全折斷，在擠壓過程形成織構(gòu)；半固態(tài)Sn-Bi合金棒材Bi相在擠壓過程折斷為離散蠕蟲狀，組織分布均勻，擠壓應(yīng)力應(yīng)變分布存在的差異對絲材組織均勻性