半固态废弃铝硅合金的稳态流变性能的研究

利用同轴双筒流变仪研究了以废旧铝料为原料的半固态铝硅合金浆料的稳态流变性能.结果表明,半固态铝硅合金浆料的稳态表观黏度随固相分数的增加而增加,但随剪切速率的增大而减小,并得出稳态表观黏度的公式来描述固相率、剪切速率对稳态表观黏度的影响.     

Zn-Al钎料成分对Cu/Zn-Al/Al钎焊接头界面结构及性能的影响

分别采用Zn-15Al,Zn-22Al,Zn-28Al,Zn-37Al和Zn-45Al钎料钎焊获得Cu/Al接头.利用SEM,EDS和XRD研究了Zn-Al钎料成分对Cu/Al接头中Cu母材/钎缝界面结构的影响,并系统阐述了Zn-Al钎料成分-接头界面结构-接头抗剪切强度之间的关系.研究发现,Cu/Zn-15Al/Al接头中Cu母材/钎缝界面结构为Cu/Al4.2Cu3.2Zn0.7,且Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层较薄,其厚度为2~3μm,接头具有较高的抗剪切强度,达66.3 MPa.随着钎料中Al含量的提高,在Cu/Zn-22Al/Al接头界面处Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层的厚度逐渐增大,甚至在Cu/Zn-28Al/Al接头的Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层附近出现少量的Cu Al2,接头的抗剪切强度逐渐降低.当采用Al含量较高的Zn-37Al钎料钎焊Cu/Al接头时,Cu母材/钎缝界面结构转变为Cu/Al4.2Cu3.2Zn0.7/Cu Al2;脆性Cu Al2层的出现,使接头抗剪切强度大幅下降,为34.5 MPa.当采用Al含量最高的Zn-45Al钎料钎焊Cu/Al接头时,Cu母材/钎缝界面结构转变为Cu/Cu Al2,接头抗剪切强度最低,为31.6 MPa.     

Sn对Zn4Al3Cu无铅钎料腐蚀性能的影响

根据合金化原理,在Zn4Al3Cu钎料基体上添加不同含量Sn,形成一种新型合金,研究了Sn含量对Zn4Al3CuxSn钎料合金腐蚀性能的影响。结果表明:随着Sn含量增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金的腐蚀速率逐渐升高。其中,Zn4Al3Cu钎料的腐蚀速率最低,为0.076 mm/a,耐蚀性最好。随着Sn添加量增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金的腐蚀电位逐渐降低,w(Sn)为15%时,钎料腐蚀电位最低,为-1.201 1 V,较基体钎料Zn4Al3Cu腐蚀电位降低了0.063 V。     

Zn-Al-Cu基合金无钎剂钎焊泡沫铝的界面结构及力学性能

以Zn--Al--Cu基合金为钎料, 对74.7%---91.6%不同孔隙率的泡沫铝采用无钎剂钎焊方法进行连接实验. 采用OM和SEM观察钎缝组织及界面结构, EDS测定界面元素分布, XRD分析界面物相, 通过热力学分析验证钎料中Cu和Zn与母材中Al元素的相互作用和除膜机理, 对钎焊接头试样进行拉伸和剪切性能实验, 分析孔隙率与接头试样强度之间的关系.结果表明, 该无钎剂钎焊方法在泡沫铝端 面之间形成密实结构的连续钎料层,未改变母材结构特征; 钎缝组织由Al(Zn) 固溶体、Zn(Al) 固溶体、Cu₄Zn及MgMnO₃组成; 连接界面主要由Al(Zn)固溶体组成, Zn,Al和Cu在界面上相互扩散而形成一定扩散梯度, 熔合良好, 钎焊接头抗拉强度与母材相当, 剪切强度略高于相同孔隙率母材的剪切强度,抗拉强度和剪切强度均随孔隙率增加而明显降低.     

SiC_P/Al复合材料的钎焊工艺研究

采用Zn98Al和Zn72.5Al两种Zn-Al药芯钎料对SiCP/Al复合材料进行氩气保护钎焊试验,研究了钎焊温度和保温时间对接头剪切强度及显微组织的影响。结果表明,用这两种钎料在氩气保护炉中钎焊SiCP/Al复合材料,可以获得质量良好的钎焊接头。对Zn98Al钎料,当温度为490℃、保温45min时可获得剪切强度为71.01MPa的钎焊接头;而Zn72.5Al钎料,在温度为560℃、保温11 min时可获得剪切强度为63.71MPa的钎焊接头。两种钎料的钎焊接头显微硬度均略低于母材。两种接头钎缝区的XRD相结构分析发现,钎缝中都只存在α(Al)和β(Zn)两相;接头断口扫描观察显示,接头整体呈韧性断裂特征。     

In元素对Zn15Al5Cu钎料铺展性及微观界面的影响

为获得性能良好的铜铝钎焊用钎料,以Zn15Al5Cu钎料为基体,添加不同质量的In元素,制得Zn15Al5CuxIn(x = 0,1,3,5,x为质量分数)钎料;通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析测试手段,研究了Zn15Al5CuxIn钎料在铝板和铜板上的铺展性以及界面成分变化规律. 结果表明,添加适量的 In元素,可以明显改善Zn15Al5Cu钎料在铜铝两种板上的润湿性;随着In元素添加量的增加,Zn15Al5CuxIn元素钎料在铝板上铺展面积逐渐增大,当 In元素添加量为5%时,Zn15Al5Cu5In 钎料在铝板上铺展面积最大,为251 mm2,较基体钎料提高42.6%;随着In元素添加量增加,Zn15Al5CuxIn元素钎料合金在铜板上铺展面积先增大后降低,当In元素添加量为3%时,Zn15Al5Cu3In钎料在铜板上铺展面积最大,为110 mm2,较基体钎料提高了69%.     

LaNd含量对Zn9.3Al7Cu钎料熔点及硬度的影响

采用合金化原理,向Zn9.3Al7Cu基体钎料中添加混合稀土La Nd,制备出新型钎料合金。研究了La Nd含量对Zn9.3Al7Cu钎料熔点、布氏硬度、显微硬度的影响。结果表明:钎料合金熔化温度随着稀土含量的增加而提高,但增幅不大;当w(La Nd)0.1%时,Zn9.3Al7Cu0.1La Nd钎料合金的固液相熔化区间最窄,为37℃,较基体钎料减少7℃;随着La Nd添加量的增加,Zn9.3Al7Cu钎料合金的布氏硬度和显微硬度均提高;当w(La Nd)0.5%时,Zn9.3Al7Cu0.5La Nd钎料合金的布氏硬度和显微硬度最高,分别较基体钎料的提高了4.1%和6.2%。     

Cu、Zn、La对Al-Si基钎料钎焊性能的影响

使用正交试验法设计9组添加不同含量Cu、Zn、La元素的Al-4Si基钎料,分析了钎料对LF6铝合金润湿性的影响,并采用润湿性最好的钎料对LF6铝合金进行炉中钎焊,测试了接头剪切强度。结果表明,钎料组织由α-Al基体相、初晶Si相、Al2Cu(θ)相及La Si相组成,并且随着La含量的增加,钎料中初晶Si相成形更加良好;随着Zn含量的增加,钎料中的Al2Cu(θ)相的形状由网状转变为多边形块状。La元素对钎料的铺展性影响较大,Cu元素其次,Zn元素相对比较弱。由正交试验得出6号钎料Al-4Si-15Cu-35Zn-0.2La的铺展面积最大,为226.87 mm~2,钎料液相线为499℃,在530℃保温15 min条件下LF6铝合金钎焊接头平均剪切强度为101.03 MPa。     

钎料元素Al+Zn对镁合金钎焊接头显微组织和抗剪强度的影响

为了研究钎料元素Al+Zn对镁合金钎焊接头显微组织与抗剪强度的影响,以两种Al-Mg-Zn镁合金钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,研究两种Al-Mg-Zn镁合金钎料的显微组织、钎焊接头的显微组织及力学性能。结果表明:随着钎料中Al+Zn元素含量(质量分数)的增加,钎料的固相线和液相线温度也随之增加;在钎焊过程中两种Al-Mg-Zn镁合金钎料与母材AZ31B均发生强烈合金化作用,在钎缝中均生成α-Mg+β-Mg17(Al,Zn)12离异共晶组织,钎料的原始显微组织消失,且随着钎料中Al+Zn元素含量的增加,钎焊接头中的金属间化合物相β-Mg17(Al,Zn)12的体积分数和显微硬度也随之增加,同时钎焊接头力学性能随之降低。钎焊接头的断裂形式均为沿晶脆性断裂,断裂均产生在金属间化合物相β-Mg17(Al,Zn)12处。     

高体积比与低体积比SiC_P/Al复合材料真空钎焊工艺研究

采用Al66Si5Cu26Zn2Ti1钎料真空钎焊65vol%Si CP/Al复合材料与20vol%SiCP/Al复合材料,并对钎焊接头进行了显微组织分析、能谱分析、剪切强度测试及气密性分析。结果表明:Al66Si5Cu26Zn2Ti1钎料能够实现镀镍65vol%SiCP/Al复合材料与20vol%SiCP/Al复合材料的钎接;Ti阻止了SiC与Al的界面反应;结合生产效率和生产成本,570℃×20 min为最优工艺。     

Sn元素添加量对Zn4Al3Cu钎料电阻率及钎焊工艺性能的影响

采用合金化原理在Zn4Al3Cu基体上添加0~15%Sn,研究了Zn4Al3CuxSn钎料合金的电阻率和钎焊工艺性能.结果表明,随着Sn元素添加量的增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金电阻率逐渐降低;当Sn元素添加量为15%时,Zn4Al3Cu15Sn钎料合金的电阻率为7.9×10^-7Ω·m,较基体钎料降低47%.Sn元素添加量不大于10%时,随着Sn元素添加量的增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金铺展面积直线上升,其中Zn4Al3Cu10Sn铺展面积最大为98.3 mm²,较基体钎料提高了59.1%,这主要与形成SnZn共晶相及界面金属间化合物有关.因此从Sn元素对钎料合金电阻率及钎焊工艺性能影响考虑,最佳Sn元素添加量为10%.     

Al-Si-Cu-Zn钎料性能研究

采用4种Al-Si-Cu-Zn钎料钎焊纯铝和6063铝合金,研究不同成分钎科的钎焊工艺性能和接头力学性能.试验结果表明:Al55Si10Cu20Zn5钎料熔点最低,固相线为499.5 ℃,液相线为523 ℃,比传统的Al-Si钎料液相线降低了60 ℃左右;Al65Si10Cu20Zn5钎料相对于其他3种Al-Si-Cu-Zn钎料,与QJ201钎剂或QF钎剂匹配,在纯铝和6063铝合金上均具有最佳的润湿性;采用QJ201钎剂,A165S110Cu20Zn5钎料无论在钎焊纯铝还是6063铝合金时,均具有最高的抗剪强度.     

连续冷却条件下半固态7075铝合金的流变性能

通过差示扫描量热法确定半固态7075铝合金温度与固相分数的关系,采用Couette型同轴双筒流变仪研究连续冷却状态下半固态7075铝合金浆料的表观黏度及其影响因素。结果表明:在连续冷却条件下,当剪切速率()不变时,冷却速率(v)越大,半固态7075铝合金浆料的表观黏度(ηa)越大;当冷却速率一定时,剪切速率越大,相同温度时半固态7075铝合金浆料的表观黏度越小。对半固态7075铝合金浆料的表观黏度与冷却速率、剪切速率及固相分数(fs)的关系进行数值拟合,为半固态7075铝合金成形的计算机模拟提供了依据:当剪切速率=61.235 s-1时,ηa=(0.21+0.18v)exp(3.99fs);当冷却速率v=4℃/min时,ηa=2.23exp(3.87)exp(-0.01fs)。     

集磁器结构对磁脉冲辅助半固态钎焊接头组织和性能的影响

采用电磁-结构-流场耦合的多物理场耦合模拟方法,对比分析了等内径和带锥角两种集磁器条件下Cu/Al管的磁脉冲辅助半固态钎焊过程,考察了外管的变形行为和半固态钎料的剪切流变行为.结果表明,采用等内径集磁器时,钎料所受的剪切应力和相应的剪切流变速率在端部最高,底部次之,中部最弱,导致搭接区域内去膜效果存在差异,甚至影响界面...     

不同质量浓度下阴离子型聚丙烯酰胺对似膏体流变参数的影响

以某铅锌银矿全尾砂浆恒定剪切流变实验为例,探讨不同质量浓度下,APAM添加前后似膏体流变参数的变化,并分析影响机理。结果表明:APAM使砂浆更加稳定;APAM增大砂浆的切应力和表观黏度值;质量浓度越大,砂浆的平衡切应力和平衡表观黏度增大值越大,随剪切速率的增加,平衡切应力和平衡表观黏度增加幅度减小。随剪切速率增加,APAM高分子破坏程度加大,"桥连"对流变参数的作用情况增强;随质量浓度增大,APAM高分子对流变参数的影响程度加强,随剪切速率的增加,流变参数的增大值减小。     

Sn-9Zn-xRE钎料钎焊6061铝合金接头性能研究

在Sn-9Zn合金的基础上添加了(0.1~0.4)wt%的混合稀土(La、Ce)。使用Sn-9Zn-xRE钎料对6061铝合金在空气炉中钎焊,接头的抗剪切强度得到显著提高。当稀土元素添加量为0.2 wt%时,强度由12.88 MPa上升至最大值16.73 MPa,强度提高约30%。通过能谱分析发现,在钎料与母材的界面形成了以Al为基的Al、Zn固溶体,并且钎料中的Zn向母材进行了扩散。     

锌铝药芯钎焊丝制备及润湿性研究

设计制备了不同成分的5种锌铝药芯钎焊丝,对锌铝药芯钎焊丝的制备工艺及其在紫铜和6063铝合金上的润湿性能进行了研究.结果表明,锌铝钎料成分对锌铝药芯钎焊丝的制备工艺性有明显影响,Zn80Al15Ag5、Zn92A18和Zn95A15这3种锌铝带状钎料制备的药芯钎焊丝质量较好;5种锌铝药芯钎焊丝在6063铝合金上均具有良好的铺展性;铝元素含量对锌铝药芯钎焊丝在紫铜上的铺展性能影响较大,在该试验范围内,随钎料中铝元素含量的增加,钎料在铜上的铺展面积迅速增大,Zn72Al28药芯钎焊丝在铜上的铺展面积最大,达到86 mm2.     

Ga、Al对Sn-Zn钎料耐蚀及高温抗氧化性能的影响

采用侵蚀失重法研究Ga、Al对Sn-9Zn钎料在3.5%NaCl水溶液中耐腐蚀性的影响.结果表明,添加Ga元素后,腐蚀产物的粘附性提高,均匀覆盖在钎料表面上,提高了钎料的耐蚀性能;添加Al以后,Zn和Al被选择性腐蚀,腐蚀随着Al含量的增加而加剧.采用热重分析(TGA)和俄歇电子能谱(AES)研究Ga、Al对Sn-9Zn钎料高温抗氧化性的影响.结果表明,Ga可在钎料表面形成一层集肤层;Al可在钎料表面形成一层致密的氧化膜,两者均可阻挡空气中的氧向钎料内部扩散,从而大大改善钎料的高温抗氧化性.     

半固态压铸浆料流变特征回归分析研究

研究了半固态压铸浆料流变性、合金连续冷却条件下,不同合金的固相率与表观黏度的关系;恒温下A356铝合金表观黏度与剪切率的关系;并对比分析了冷却速度一定时该合金剪切率对表观黏度的影响;剪切率一定时冷却速度对表观黏度的影响;压缩变形抗力对变形温度的影响;冷却速度和搅拌速度对合金晶粒度的影响;回归分析了等温稳态的流变性,半固态金属剪切应力与黏度间的触变现象。结果表明,等温动态流下表观黏度随剪切率的增加而增加。     

Al-Si-Cu-Zn急冷钎料钎焊铝及铝合金的界面结构及强度

采用Al70Si7.5Cu20Zn2.5和Al65Si10Cu20Zn5两种急冷钎料钎焊L2纯铝和6063铝合金,研究钎焊接头的界面微观结构和力学性能.结果表明,急冷钎料钎焊接头由母材、界面区和钎缝中心组成.界面区为αAl固溶体,钎缝中心组织为αAl固溶体 θ(Al2Cu)相 Si相.采用Al65Si10Cu20Zn5急冷钎料钎焊的接头抗剪强度均高于Al70Si-7.5Cu20Zn2.5急冷钎料钎焊的接头强度;匹配氯化物钎剂钎焊的接头强度均高于氟化物钎剂.在相同的工艺条件下,采用急冷钎料钎焊的L2纯铝接头,其抗剪强度都明显高于相应的常规钎料,其增加值在40%左右.