喷射沉积Al-27%Si合金的半固态挤压成形

彭 健，王日初，朱学卫，彭超群

(中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083)

Al-27%Si(质量分数)合金具有良好的比刚度、膨胀系数与印刷电路板相匹配，能减少射频散射和辐射损耗，是一种优良的电子封装材料，广泛用作高频印刷电路的衬板[1−2]。喷射沉积法制备的Al-27%Si合金组织均匀细小，但由于喷射沉积的工艺特点，凝固颗粒空隙、气体卷入、溶解气体的析出以及凝固收缩等因素都会导致合金中存在一定数目的孔隙，不能达到完全致密[3]。为了满足电子封装使用性能的要求，采用喷射沉积技术制备的 Al-27%Si合金通常需要进行后续致密化处理[4]。

半固态成形(Semi-solid processing, SSP)是一种在液相线以下、固相线以上的半固态温度区间进行成形的新方法[5]。金属半固态成形具有以下几个优势：一步成形，对模具的损耗小、尺寸公差小、干净、安全、环保、节能。半固态成形主要包括3个关键环节：1)球状晶半固态坯料制备；2)二次加热；3)成形。二次加热是指将半固态坯料重新加热到半固态温度，获得球状固相被液相环绕的液固两相共存组织的过程。铝硅合金半固态成形的研究大多针对Al-Si-Cu(Mg)合金进行。LIU等[6]采用MTDATA软件对Al-Si-Cu和Al-Si-Cu-Mg合金的半固态成形性能做了热力学评估，并选取了较为适合半固态成形的合金成分。PAES等[7]研究不同的Mg含量对Al-Si-Mg合金的成形性能的影响，发现Mg含量为0.5%(质量分数)的合金有较好的成形性能。WARD等[8]研究含一定Cu和Mg的过共晶Al-Si合金的坯料制备、二次加热和半固态成形，成形后的合金具有高比刚度、高强度和高抗疲劳性能。……