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合金脆性大嚴重阻礙了其再無鉛低熔點合金和電子元器件等方面的應用，本文對高塑性的Sn-62Bi合金棒材的制備和絲材加工進行了創(chuàng)新探究，采用了半固態(tài)成形技術制備塑性優(yōu)異的Sn-62Bi合金棒材和絲材。主要研究如下：利用半固態(tài)成形技術制備高塑性的半固態(tài)Sn-62Bi合金棒材，通過模擬擠壓設計出最優(yōu)的擠壓模具，來制備Sn-62Bi合金絲材。通過金相顯微鏡、萬能力學拉伸試驗機、掃描電鏡等設備和技術，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。
　　試驗結果表明：Sn-62Bi合金由初生相α-Bi和共晶組織構成，在半固態(tài)區(qū)域，對Sn-62Bi合金漿料采用機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，模具的材料強度應大于1000MPa。模具加工制備后對Sn-62Bi合金絲材擠壓過程分析，當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果表明，對于普通水冷鑄造的Sn-62Bi合金棒材由于網(wǎng)狀結構，Bi相在擠壓過程并不能完全折斷，在擠壓過程形成織構；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，擠壓應力應變分布存在的差異對絲材組織均勻性