冷却速度对Sn—Bi—X合金微观组织的影响.pdf

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1、VOl-35NO．1铸造技术Jan．2014FO1NDRYTECHN0LOGY·1··材料开发MaterialsDevelopment·冷却速度对Sn—Bi—X合金微观组织的影响陈海燕，林振龙，揭晓华，张海燕，郭黎f1．广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006；2．高新锡业有限公司，广东惠州516123)摘要：在Sn．5．OX．1．5Cu-Ni焊料合金中添加10％(质量分数，下同)的Bi，以期降低焊料熔点的同时消除Bi的偏析和合金脆性，研究了浇铸空冷和真空吸铸水冷两种不同冷却速度下无铅焊料合金的微观组织。用X射线衍射分析的方法，按最小

2、二乘法原理，精确测定B．Sn的点阵参数，对Sn一10Bi一5．0X．1．5Cu—Ni合金的固溶度进行了测定；采用光学显微镜、扫描电镜和透视电镜观察合金微观组织和结构：通过DSC分析焊料的熔化和凝固过程；并测试了焊料的润湿性和力学性能。结果表明：随着凝固速度增加，晶格常数进一步增大，Bi在Sn中的固溶度也得到了提高；缓慢冷却的浇铸态合金显微组织中存在着大量的粗大针状Sn．Bi共晶组织，吸铸态合金组织中Bi以细小颗粒状均匀分布在Sn基体，没有偏析相形成吸铸快冷条件下制备的Sn．10Bi一5．0X．1．5Cu-Ni的熔点为208．96℃，具有优良的

3、润湿性，合金和焊点具有良好的力学性能。关键词：无铅焊料；快速凝固；偏析；熔点；力学性能中图分类号：TG425．1文献标识码：A文章编号：1000—8365(2014)0l一0001—04EfectsofCoolingRatesonMicrostructureofSn-Bi—XSoldersCHENHaiyan，LINZhenlong，JIEXiaohua，ZHANGHaiyan，GUOLi(1SchoolofMaterialsandEnergy，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，C

4、hina；2GaoxinStannumIndustryCo．，Ltd．，Huizhou516123，China)Abstract：10％Bi(massconcentration)wasaddedintoSn一5．0X‘1．5Cu。Nisolderalloytoproducelead—fleesolderatlowmeltingpointandeliminatethebrittlenessofsolderingjoint．Themicrostructureofthesolderswasexploredatthecoolingratesofair

5、coolingundercastingprocessandrapidwatercoolingundervacuumsuctioncastingprocess．ThesolubilityofthesolderwasmeasuredwithX-raydiffractionmethodbyanalyzingthecrystalconstantaccuratelybaseonthemathematicfundamentalsofleastsquaremethod．ThemicrostructureofthealloyswasstudiedusingO

6、MISEMandTEM．ThephasetransformationandmeltingpropertyweredetectedbyDSCtestSpreadingrateandmechanicalpropertiesofthesolderwerestudied．Theresultsshowthatthesolubilityofthealloyincreaseswiththeincreaseofcoolingrate，theacicularcoarseSn-Bieutecticmicrostructuresexistinthealloystr

7、uctureunderslowaircoolingduringcastingprocess．Underrapidwatercoolingcondition,thelead—fleesolderSn-10Bi一5．0X一1．5Cu-Nihasameltingpointaslowas208．96℃，goodwetingperformance，highmechanicalperformanceandthefinerprimary3-SncrystalmicrostructurewithoutformingBi·segregationphase．Ke

8、ywords：lead—freesolderalloy；rapidsolidification；segregation；meltingpoint；mechanica