高硅铝合金涂覆层微观形貌研究

闫晶晶

摘  要：随着高硅铝合金制备及加工工艺越来越成熟，在电子产品壳体类零件中的应用越来越广泛。高硅铝合金与金、银、镍等涂覆性良好，其涂覆层的微观形貌对其性能有着重要的影响。利用扫描电子显微镜等对其涂覆层的微观形貌进行分析，结果表明涂覆层颗粒尺寸均匀，涂覆后表面空洞率较低，能够满足粘接、焊接等应用要求，但由于硅铝合金中孔隙率相对较高，其涂覆层的抗腐蚀能力较弱。

关键词：高硅铝合金;涂覆;微观形貌

中图分类号：TN405 文献标志码：A         文章编号：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

硅铝合金是一种由硅和铝组成的二元合金，能够保持硅和铝各自的优异性能。高硅铝合金的硅含量一般大于22%，提高硅的含量可以增强硅铝合金材料的耐磨性，减小硅铝合金的热膨胀系数，并在一定程度上降低硅铝合金的密度[1]。高硅铝合金的热导率明显高于可伐合金等微波模块常用材料，可以满足大多数微波部件的散热要求。

同时高硅铝合金与金、银、镍等镀覆性良好，且具有较好的可加工性和焊接性能[2]。其涂覆层的微观形貌对其后续粘接、焊接等应用有着重要的影响，同时对产品的可靠性具有显著的影响，因此需要对高硅铝合金的涂覆层微观形貌进行系统的分析，获得满足使用要求的高硅铝合金涂覆层。

2 高硅铝合金机械加工表面形貌

硅铝合金相对传统的硬质铝合金等金属材料相比，因为单质硅的存在使其加工脆性明显增大，且加工过程中对刀具的磨损较快[3]，因此机械加工过程中需要对加工后的表面进行分析。图1为高硅铝合金加工后的表面形貌，由图可以看出加工后获得的零件表面质量良好，在高倍下无明显麻点等微观缺陷，能够保证后续涂覆表面质量。

3 高硅铝合金涂覆层微观形貌

高硅铝合金涂覆层表面质量对后续的粘接、焊接等应用有着直接的影响，均匀致密的涂覆层微观形貌可以获得良好的后续使用性能，因此对不同涂覆工艺获得的硅铝合金涂覆层进行细致的分析，可以作为其应用过程中的质量可靠性的重要评估手段。

图2为高硅铝合金涂覆层起泡后区域的宏观及微观形貌图。由图2可以看出涂覆层结合力差的涂覆层表面有明显的涂覆起泡现象，对其进行高倍观察发现涂覆层表面区域不致密，孔洞明显，并且涂覆层颗粒有明显的聚集现象。

图3为高硅铝合金涂覆层良好区域的表面形貌。由图3可以看出涂覆层表面颗粒大小均匀，结合高倍图片可以看出涂覆层表面致密无孔洞等缺陷存在。其涂覆层颗粒大小在6μm左右，颗粒表面光滑，无明显颗粒聚集区域。

图4为高硅铝合金涂覆层盐雾试验后的表面形貌。由图4可以看出涂覆层盐雾试验8小时后表面已经出现了盐雾颗粒点，放大后可以看出颗粒点区域已经有明显的腐蚀坑，腐蚀坑的大小大约为150μm左右，已经形成了明显的缺陷点。

由以上对高硅铝合金涂覆层微观形貌的分析可以看出，硅铝合金涂覆层的微观形貌可以反映其涂覆层的结合力和粘接、焊接性能，并对后续的耐腐蚀能力有着显著的影响。

4 结束语

通过对高硅铝合金涂覆层的微观形貌进行系统的分析，其涂覆层颗粒均匀，粘接、焊接等性能良好，但因其材料中硅颗粒的存在导致孔隙率相对较高，使硅铝合金涂覆层抗腐蚀能力较弱。

参考文献：

[1]王华钰，严彪，王宇鑫，等.喷射成型Al-Si系合金的研究进展[J].上海金属，2010（32）：32-37.

[2]陈以钢，田飞飞，邵登云，等.硅铝合金在微波模块电路封装中的应用[J].先进封装技术，2015（04）：308-313.

[3]刘小莹，郭佳，陈宏，等.硬质合金刀具铣削高硅铝合金CE11的摩擦特性研究[J].機床与液压，2018（7）：78-81.