论文部分内容阅读
亚共晶铝硅合金由于具有低熔点、高延展性、熔体填充性能好等优点,可以作为钎焊焊料使用,采用铝硅合金加工而成的钎焊板带材被广泛的应用于汽车部件的生产上。目前,工业上通常采用热轧法生产亚共晶铝硅合金板坯材料,设备投资高,能源消耗大,导致生产成本较高。连续铸轧方法拥有生产流程短、能源消耗较小以及设备投资小的优势,能够有效的降低生产成本。但是目前采用连续铸轧方式生产的亚共晶铝硅合金板坯还存在一定难度,所生产出的板坯材料存在铸造组织残留多、晶粒粗大以及化学成分分布不均匀等缺点,需要对连续铸轧工艺参数进行研究并优化。本文针对亚共晶铝硅合金的连续铸轧生产工艺进行了一系列研究,通过调整连续铸轧的工艺参数,并且与热轧板坯组织进行对比分析,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对铸轧板坯的显微组织进行分析;采用差热分析(DSC)对铝硅合金板坯的熔化温度进行标定;采用力学性能与断口形貌对板坯材料的性能进行进一步验证。试验结果显示:(1)在熔炼过程中采用Sr作为变质剂能够有效的变质共晶硅,使共晶硅由板条状转化为纤维状或珊瑚状,且Sr变质剂加入0.5h后就有良好的变质效果,在变质4h后变质效果达到最佳,变质8h后变质效果仍未衰退。在工业化生产过程中,使用含氯盐精炼剂精炼处理对变质效果无明显影响。(2)与热轧板坯相比,铸轧板坯共晶硅组织的细化非常明显,尺寸远远小于热轧板坯。但是,热轧板坯的共晶硅分布相比于铸轧板坯要均匀,铸轧板坯中会出现共晶硅的中间偏析。(3)铸轧工艺参数调整,对共晶硅形貌无明显影响。铸轧区长度在36mm至54mm调整时,随铸轧区长度的增加,共晶硅中间偏析先减少后增加,在铸轧区长度为48mm时,共晶硅偏析最小;前箱温度由670℃增加到675℃时,铸轧板坯组织无明显变化,前箱温度增加至680℃时板坯组织中共晶硅偏析尺寸会增大,并由中心向外分散;板坯厚度由6.5mm增加至7.0mm后,共晶硅偏析变大,并由中心向外扩散,在板坯厚度增加到7.5mm时,共晶硅聚集在板坯表面,形成共晶硅的反偏析.以上工艺参数的调整对共晶硅形貌无明显影响,对偏析影响较大。(4)铝硅合金板坯经过热处理后,共晶硅形貌由珊瑚状转化为球状,并且共晶硅发生部分重熔,共晶硅中间偏析减少,随热处理温度的升高,共晶硅的偏析就越小,增强了材料的韧性,在采用540℃/3h热处理时,其共晶硅中间偏析最小。力学性能与断口形貌分析显示,随着热处理温度的升高,铸轧板坯抗拉强度、屈服强度以及屈强比都有所下降,延伸率则随温度升高而增加。热处理后断口处韧窝深度明显加深,并且随着处理温度的升高,韧窝更加细小、更加密集。进一步说明了热处理能够有效的增加材料韧性,并且在经过540℃/3h处理后,效果最佳。(5)采用连续铸轧生产铝硅合金板坯,优化完成后的生产工艺为:选用锶进行4h变质处理,铸轧区长度设定为48mm,前箱温度设定为670℃,板坯厚度设定为6.5mm,生产铝硅合金板坯,之后对板坯进行540℃/3h热处理。对优化工艺后生产的铝硅合金板坯进行后续冷轧加工检验,成功的加工为0.15mm厚度钎焊板,板材无裂纹和孔洞等缺陷的产生。