高硅鋁合金涂覆層微觀形貌研究

閆晶晶

摘? 要：隨著高硅鋁合金制備及加工工藝越來越成熟，在電子產(chǎn)品殼體類零件中的應用越來越廣泛。高硅鋁合金與金、銀、鎳等涂覆性良好，其涂覆層的微觀形貌對其性能有著重要的影響。利用掃描電子顯微鏡等對其涂覆層的微觀形貌進行分析，結(jié)果表明涂覆層顆粒尺寸均勻，涂覆后表面空洞率較低，能夠滿足粘接、焊接等應用要求，但由于硅鋁合金中孔隙率相對較高，其涂覆層的抗腐蝕能力較弱。

關鍵詞：高硅鋁合金;涂覆;微觀形貌

中圖分類號：TN405 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）29-0112-02

Abstract： With the preparation and processing technology of high silicon aluminum alloy becoming more and more mature， it is more and more widely used in the shell parts of electronic products. The coating properties of high silicon aluminum alloy and gold， silver and nickel are good， and the micro-morphology of the coating has an important influence on its properties. The micro-morphology of the coating is analyzed by scanning electron microscope （SEM）. The results show that the particle size of the coating is uniform and the surface voidage is low， which can meet the requirements of bonding， welding and other applications. However， due to the relatively high porosity in Si-Al alloy， the corrosion resistance of the coating is weak.

Keywords： high silicon aluminum alloy; coating; micro-morphology

1 概述

硅鋁合金是一種由硅和鋁組成的二元合金，能夠保持硅和鋁各自的優(yōu)異性能。高硅鋁合金的硅含量一般大于22%，提高硅的含量可以增強硅鋁合金材料的耐磨性，減小硅鋁合金的熱膨脹系數(shù)，并在一定程度上降低硅鋁合金的密度[1]。高硅鋁合金的熱導率明顯高于可伐合金等微波模塊常用材料，可以滿足大多數(shù)微波部件的散熱要求。

同時高硅鋁合金與金、銀、鎳等鍍覆性良好，且具有較好的可加工性和焊接性能[2]。其涂覆層的微觀形貌對其后續(xù)粘接、焊接等應用有著重要的影響，同時對產(chǎn)品的可靠性具有顯著的影響，因此需要對高硅鋁合金的涂覆層微觀形貌進行系統(tǒng)的分析，獲得滿足使用要求的高硅鋁合金涂覆層。

2 高硅鋁合金機械加工表面形貌

硅鋁合金相對傳統(tǒng)的硬質(zhì)鋁合金等金屬材料相比，因為單質(zhì)硅的存在使其加工脆性明顯增大，且加工過程中對刀具的磨損較快[3]，因此機械加工過程中需要對加工后的表面進行分析。圖1為高硅鋁合金加工后的表面形貌，由圖可以看出加工后獲得的零件表面質(zhì)量良好，在高倍下無明顯麻點等微觀缺陷，能夠保證后續(xù)涂覆表面質(zhì)量。

3 高硅鋁合金涂覆層微觀形貌

高硅鋁合金涂覆層表面質(zhì)量對后續(xù)的粘接、焊接等應用有著直接的影響，均勻致密的涂覆層微觀形貌可以獲得良好的后續(xù)使用性能，因此對不同涂覆工藝獲得的硅鋁合金涂覆層進行細致的分析，可以作為其應用過程中的質(zhì)量可靠性的重要評估手段。

圖2為高硅鋁合金涂覆層起泡后區(qū)域的宏觀及微觀形貌圖。由圖2可以看出涂覆層結(jié)合力差的涂覆層表面有明顯的涂覆起泡現(xiàn)象，對其進行高倍觀察發(fā)現(xiàn)涂覆層表面區(qū)域不致密，孔洞明顯，并且涂覆層顆粒有明顯的聚集現(xiàn)象。

圖3為高硅鋁合金涂覆層良好區(qū)域的表面形貌。由圖3可以看出涂覆層表面顆粒大小均勻，結(jié)合高倍圖片可以看出涂覆層表面致密無孔洞等缺陷存在。其涂覆層顆粒大小在6μm左右，顆粒表面光滑，無明顯顆粒聚集區(qū)域。

圖4為高硅鋁合金涂覆層鹽霧試驗后的表面形貌。由圖4可以看出涂覆層鹽霧試驗8小時后表面已經(jīng)出現(xiàn)了鹽霧顆粒點，放大后可以看出顆粒點區(qū)域已經(jīng)有明顯的腐蝕坑，腐蝕坑的大小大約為150μm左右，已經(jīng)形成了明顯的缺陷點。

由以上對高硅鋁合金涂覆層微觀形貌的分析可以看出，硅鋁合金涂覆層的微觀形貌可以反映其涂覆層的結(jié)合力和粘接、焊接性能，并對后續(xù)的耐腐蝕能力有著顯著的影響。

4 結(jié)束語

通過對高硅鋁合金涂覆層的微觀形貌進行系統(tǒng)的分析，其涂覆層顆粒均勻，粘接、焊接等性能良好，但因其材料中硅顆粒的存在導致孔隙率相對較高，使硅鋁合金涂覆層抗腐蝕能力較弱。

參考文獻：

[1]王華鈺，嚴彪，王宇鑫，等.噴射成型Al-Si系合金的研究進展[J].上海金屬，2010（32）：32-37.

[2]陳以鋼，田飛飛，邵登云，等.硅鋁合金在微波模塊電路封裝中的應用[J].先進封裝技術，2015（04）：308-313.

[3]劉小瑩，郭佳，陳宏，等.硬質(zhì)合金刀具銑削高硅鋁合金CE11的摩擦特性研究[J].機床與液壓，2018（7）：78-81.