鑄造過程-使用光學顯微鏡觀察凝固之顯微結構
一般的鑄造過程是不易控制其凝固結構之形態,較多只能改變其晶粒大小,而方向性凝固與單晶成長屬于高難度之
鑄造技術,需使用適當的鑄造機制來控制凝固結構形態,而單晶之制程是較困難的,
方向性成長則次之,不過方向性成長是單晶制程之基礎。
采用三種不同實驗模式加以探討方向性凝固之制程參數,模式A是采用AR-25與AR-50之冒口材料鑄件外模和石墨模等三種不同孔徑與材質
之鑄模并搭配三種載臺下降速率,載臺下降速率于本文設定為0.05~0.2mm/s。模式B是改變加熱器電源之操作選項,
模式C是固定鑄模材質和載臺速度但改變上下加熱器的溫度差,
以錫鉛合金為測試材料,液態時完全融合,固體與液體具有溶解度差異,由于偏析之作用使得凝固過程中會生成共晶結構,
使用光學顯微鏡觀察凝固之顯微結構,并計算其結構參數,利用熱偶線與溫測擷取系統量測鑄件軸向溫度分佈。
探討于方向性凝固實驗中,采用固定濃度(Sn-10wt.%Pb)的錫鉛合金,其鑄件之凝固參數(Solidification parameter),如冷卻曲線、
溫度梯度和成長速率,與枝狀晶的結構參數(Structure parameter),如主枝狀晶臂間距(Primary arm spacing, λ1)
與二次枝狀晶臂間距(Secondary arm spacing, λ2),于方向性凝固時的相互關系,
并搭配濕砂模實驗之鑄件量測其導電率之差異性,驗證不同長晶結構之物理特性,并由分析結果掌握方向性凝固的控制機制。