电磁场对C194合金凝固组织的影响

论文摘要

近年来,随着电子信息产业的高速发展,集成电路向高密度、小型化、多功能化发展,对集成电路用引线框架材料的综合性能要求越来越高。C194铜合金是目前应用最广泛的引线框架材料,生产中存在的主要的问题是半连续铸锭极易出现裂纹,大大降低了产品的成材率。为了解决此问题,东北大学与辽阳铜合金加工厂合作,对控制C194合金半连续铸锭裂纹的途径进行了探索。本论文主要对C194半连续铸锭裂纹产生的机理以及电磁场对其凝固组织的影响进行了研究,通过研究得到如下主要结论：1.C194合金半连续铸锭的组织特征是：在晶内及晶界均分布有组成为（α-Cu+Fe2P）的共晶,在共晶组织的边缘存在大量的小尺寸（≤1μm）Fe2P第二相；2. C194合金半连续铸锭裂纹的萌生是凝固末期的液膜造成的,裂纹萌生后沿晶界扩展,晶界上宽大的（α-Cu+Fe2P）共晶组织是裂纹迅速扩展的原因；3.在C194合金凝固过程中施加电磁场,能够细化晶粒、减少和细化共晶组织,且电流强度越大,效果越明显；4.施加电磁场能明显减少共晶组织边缘的小尺寸Fe2P相,使共晶组织中的Fe2P相形态趋于球状,尺寸减小,且电流强度越大,效果越明显；5.初步的工业生产实验表明,在C194合金半连续铸造过程中施加电磁场,能明显促进铸锭中柱状晶向等轴晶的转变,当拉坯速度由原来的3m/h提高到5.5m/h时,铸锭未出现裂纹。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 引线框架材料的开发历史
• 1.2 国内外铜基引线框架材料研究现状
• 1.2.1 国外铜基引线框架材料研究现状
• 1.2.2 国内铜基引线框架材料研究现状
• 1.3 Cu-Fe-P合金的研究现状
• 1.4 Cu-Fe-P合金带材的生产工艺
• 1.5 电磁铸造技术的应用
• 1.5.1 电磁搅拌技术（EMS）
• 1.5.2 电磁铸造（EMC）
• 1.5.3 细晶电磁铸造（CREM）工艺
• 1.5.4 低频电磁铸造（LFEC）技术
• 1.6 本文的研究意义和实验内容
• 第2章 C194半连续铸锭裂纹的特征及形成原因
• 2.1 半连续铸造C194合金的铸态组织
• 2.1.1 半连续铸造C194合金的铸态宏观组织
• 2.1.2 半连续铸造C194合金的铸态显微组织
• 2.2 裂纹成因的分析
• 2.2.1 裂纹的形态及其宏观组织
• 2.2.2 裂纹处的显微组织
• 2.2.3 裂纹的形成机理
• 2.2.3.1 裂纹的萌生
• 2.2.3.2 裂纹的扩展
• 2.3 控制裂纹的途径
• 2.4 小结
• 第3章 电磁场对C194合金凝固组织的影响
• 3.1 材料制备及实验内容
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验方案
• 3.1.3 实验设备与过程
• 3.1.3.1 实验设备
• 3.1.3.2 实验过程
• 3.1.4 组织分析与性能测试
• 3.1.4.1 试样制备
• 3.1.4.2 检测方法
• 3.2 电磁场对铸锭宏观组织的影响
• 3.2.1 电流强度的影响
• 3.2.2 不同冷却速度的影响
• 3.3 晶粒尺寸的变化
• 3.4 溶质元素含量的变化
• 3.5 电磁场对C194显微组织及第二相的影响
• 3.5.1 电磁场对共晶组织形貌的影响
• 3.5.1.1 电流强度的影响
• 3.5.1.2 不同冷却速度的影响
• 3.5.2 电磁场对第二相形态、尺寸以及分布的影响
• 3.6 工业实验
• 3.7 小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢