Ag—Cu—Ti合金钎料的钎焊性能

本文介绍了Ag-Cu-Ti合金钎料的基本性能及焊接工艺。用这种钎料焊接的陶瓷-陶瓷和陶瓷-金属组件,在使用中证明性能良好。用实例说明了使用新型钎料和本文介绍的焊接工艺取代传统工艺的优越性。文章还对Ag-Cu-Ti焊料的钎焊机理作了论述。     

Cu-Si-Mn合金钎料在真空下的钎焊性

目前不锈钢真空钎焊中常用的无氧铜钎料存在着熔点较高,在钎焊温度下易蒸发的缺点。本文介绍了一种低溶点的Cu-Si-Mn合金钎料,从理论上分析了其钎焊性,并通过漫流性试验及剪切试验,证明了其钎焊性及力学性能良好,可替代无氧铜进行不锈钢真空钎焊。     

Cu基钎料钎焊金刚石套料钻的试验研究

采用真空钎焊工艺,分别以不同成分的Cu基钎料(Cu80Sn20)90Ti10、(Cu90Sn10)82Ti18以及(Cu90Sn10)80Ti20制备了镀钛金刚石套料钻,并进行了花岗岩钻削试验。采用三维视频显微镜、扫描电镜观察了各种钎料钎焊金刚石套料钻的磨损情况。结果表明:3种配比的钎料对金刚石均已实现牢固结合;(Cu80Sn20)90Ti10合金较(Cu90Sn10)82Ti18合金和(Cu90Sn10)80Ti20合金钎焊金刚石套料钻有更长的使用寿命。     

活性钎料真空单层钎焊金刚石

应用真空钎焊技术，分别采用含有强碳化物形成元素Cr，Ti的BNi2，CuSnNiTi活性钎料进行金刚石的单层钎焊，通过微分扫描式热分析(DSC)及界面能谱分析(EDS)表明，在一定的钎焊温度、时间及真空度下，金刚石与钎料及基体之间均可形成化学冶金结合，但结合的状况及锯切性能随钎料的不同而改变。磨削试验表明CuSnNiTi钎料制成的磨轮具有较高的锋利度和工作寿命。     

金刚石工具真空钎焊钎料的适应性

应用真空钎焊技术，分别采用含有强碳化物形成元素Cr、Ti的BNi2、BNi7及自制的CuSnNiTi钎料试制了单层金剐石圆锯片，在一定的钎焊温度、时间及真空度下，金刚石与钎料及基体之间均可形成化学冶金结合，但结合的状况及锯切性能随钎料的不同而改变。试验证实自制的CuSnNiTi钎料钎焊温度低，焊接时金刚石的热损伤小，钎料与金剐石有很好的润湿性。不仅基体对金刚石有较高的把持力而且钎料与所切割的石材有很好的适应性。     

金刚石的钎焊工艺

在对金刚石钎焊润湿性研究的基础上，论述了金刚石钎料及颗粒状和膜状等状态的金刚石钎焊的工艺特点，详细分析了几种金刚石钎焊方法的优缺点。     

Ag—Cu—Ti急冷钎料在Si3N4陶瓷上的润湿性研究

采用单辊急冷装置成功制备了3种成分的Ag-Cu-Ti箔带钎料,分析了其熔化特性和结构及其在Si3N4陶瓷上的润湿性.试验结果表明:上述急冷箔带钎料与常规钎料相比,熔化温度更低,熔化温度区间更窄,但其结构并不是非晶;在相同的工艺条件下,(Ag72Cu28)96Ti4在Si3N4陶瓷上的润湿性最佳;随钎焊温度和保温时间的增加,Ag-Cu-Ti急冷和常规钎料在Si3N4陶瓷上的浸润面积均增大;在相同钎焊工艺条件下,同成分急冷钎料在Si3N4陶瓷上的铺展面积明显大于常规钎料,这是由于急冷钎料的熔化特性和结构不同所导致的.     

含钛钎料钎焊金刚石的微结构对比分析

采用Ag-Cu-Ti和Ti-Zr-Ni-Cu钎料分别对金刚石磨料进行钎焊,实现了金刚石与钢基体的牢固连接。采用SEM、EDS等手段对焊后试样进行测试分析,结果表明:Ag-Cu-Ti焊后金刚石表面生成少量不连续块状TiC;Ti-Zr-Ni-Cu钎料焊后生成较多的连续鹅卵石的TiC。     

含钛钎料钎焊金刚石的微结构对比分析

采用Ag-Cu-Ti和Ti-Zr-Ni-Cu钎料分别对金刚石磨料进行钎焊，实现了金刚石与钢基体的牢固连接。采用SEM、EDS等手段对焊后试样进行测试分析，结果表明：Ag-Cu-Ti焊后金刚石表面生成少量不连续块状TiC；Ti-Zr-Ni-Cu钎料焊后生成较多的连续鹅卵石的TiC。     

基于有限元对Ag-Cu-Ti钎焊金刚石膜残余应力分析

采用Ansys有限元分析软件运用非线性分析的方法对Ag—Cu—n钎焊金刚石膜后的残余应力进行了数值模拟。在模拟中考虑了温度对材料性能的影响,计算了钎料对金刚石的热应力,并给出了钎料不同厚度情况下的残余应力。而后采用激光拉曼光谱对应力进行测量表明,有限元模拟结果与试验测试数据相吻合,相对误差不超过10％。     

Ag-Cu-Ti钎料钎焊金刚石的界面微观组织分析

在真空炉中采用Ag-Cu-Ti钎料对金刚石磨粒进行了真空钎焊试验,实现了金刚石与钢基体的高强度连接.采用SEM对金刚石与钎料界面、金刚石表面碳化物形貌进行了观察分析,采用EDS分析了金刚石与钎料界面的成分变化,采用Raman对焊后的金刚石结构进行了分析.结果表明,Ag-Cu-Ti钎料中的Ti元素在界面处发生偏析,并在金刚石表面生成尺寸小于1 μm块状TiC,金刚石在焊接过程的高温中没有发生石墨化,最后在界面上形成了金刚石/TiC/钎料/钢基体的梯度结合层.     

TiAl/Ag-Cu-Ni-Li/35 CrMo感应钎焊接头的组织特征

利用扫描电镜、电子探针及能谱分析等方法,对TiAl／Ag-Cu-Ni-Li／35CrMo感应钎焊的接头组织进行了研究。结果表明,钎焊焊缝沿圆柱试件径向出现宽、窄两反应区：钎焊试件外侧为宽反应区,内侧为窄反应区．两区界线明显。900℃保温5min时的钎焊接头组织结构为：TiAl／TiAl与钎缝间的扩散层／富Ag、Cu相／Ti(Cu,Al)2相／富Ag相／AlM2Ti相(M代表Fe,Cu,Ni)／钎缝与35CrMo间的扩散层／35CrMo。靠近TiAl侧的反应层组织形态依次为等轴细晶和Ti(Cu,A1)2相柱状晶,Ti(Cu,Al)2相柱状晶与TiAl母材存在一定的位向关系。     

金刚石/铜复合材料与氧化铝陶瓷的Ag-Cu-Ti活性钎焊(英文)

金刚石/铜复合材料具有低膨胀系数和高热导率等优异性能,使其成为一种理想的电子封装材料。采用97%(72Ag-28Cu)-3%Ti活性钎料对金刚石/铜复合材料和氧化铝陶瓷进行钎焊。发现活性钎料在氧化铝陶瓷和金刚石薄膜表面均具有良好的润湿性,在两者表面的平衡润湿角均小于5°。讨论了主要钎焊条件(如钎焊温度和保温时间等)对接头性能的影响。发现钎焊过程中Ti元素聚集在金刚石颗粒的表面形成TiC化合物,且TiC化合物的形貌与钎焊接头的剪切强度具有紧密联系。推测合适的TiC化合物层厚度可改善钎焊接头的剪切强度,而颗粒状的TiC化合物及过厚的TiC化合物层却会损害钎焊接头的性能。获得的最大剪切强度为117MPa。     

CVD金刚石膜的钎焊界面反应层及微结构

借助扫描电镜和电子探针,分析了金刚石与Ag-Cu-Ti活性钎料界面反应层的微观组织结构、界面新生化合物的形成机理以及焊接工艺条件对界面结构的影响,建立了钎焊接头界面结构物理模型.结果表明,在一定的钎焊工艺条件下,金刚石/钎料界面存在灰色的新生化合物TiC,与TiC相邻的是蜂窝状的TiCu相;接头断裂不仅仅发生在TiC相中,有时断裂也发生在TiCu层.钎焊加热温度、保温时间、钎料层的含Ti量对CVD金刚石厚膜与硬质合金的接头结构模型有重要影响.     

提高钎焊金刚石工具质量的研究进展

详细地介绍了当前国内外钎焊工具的研究进展,主要包括:钎料组分选用,激光钎焊,表面镀覆金刚石的采用,钎焊工艺条件的优化,磨粒均匀/有序排布的实现,钎焊内应力的消除等,最后提出了目前亟待解决的问题。文中对众多的钎料合金,按照钎焊结合的实现原理,分成了两大类,即碳化钛类和碳化铬类,比传统的以合金组分划分显得更为简单而清晰。在新工艺方面着重介绍了采用激光束作为热源进行钎焊,激光钎焊加热速度快,能有效降低金刚石石墨化进程,而且能避免整体加热时工件易变形的特点。     

Ni-Cr合金钎焊镀钛金刚石的研究

本文利用真空炉中钎焊的方法,采用Ni-Cr合金钎料,适当控制钎焊温度,保温时间和冷却速度,实现了镀钛金刚石与钢基体的高强度连接.并用深腐蚀处理钎焊后的试样,使金刚石脱离基体,用扫描电镜,X-射线能谱,对金刚石表面的碳化物进行了分析,剖析了Ni-Cr合金与镀钛金刚石的接口微区结构.结果表明:在钎焊过程中,钎料在金刚石表面形成富铬层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr7C,和Cr3C2,其中Cr7C3呈笋状生长,Cr3C2呈片状生长,而Ti却并没有在表面形成碳化物.这主要是因为Ti元素与Ni的结合力大于Ti与C的结合力,因此,实现Ni-Cr合金与镀钛金刚石高强度冶金结合的,是活性钎料中的Cr元素.     

钎焊单层金刚石磨具的研究进展

钎焊单层金刚石磨具的研究和应用在国内外越来越受重视,与电镀单层金刚石磨具相比,钎焊单层金刚石磨具具有金刚石出刃高、容屑空间大、金刚石与基体之间的结合强度高等无可比拟的优点。从钎焊机理、钎料选择和钎焊工艺流程三方面介绍国内外钎焊单层金刚石磨具的研究现状,并分析大批量制造单层金刚石磨具存在的问题,指出下一步的研究有四项关键技术值得关注:钎料厚度的实用化控制、优质钎料的开发、钢基体受热变形、金刚石磨粒有序排布技术,为钎焊单层金刚石磨具的产业化提供借鉴。     

钎焊地质金刚石钻头的试验与研究

为探索钎焊技术在地质金刚石钻头制造中的应用,本文在分析与比较钎焊法、电镀法和热压法各自优缺点的基础上,介绍了钎焊金刚石钻头的制作工艺,并采用N i-Cr合金钎料制作了35 mm、50mm、70 mm三种规格的薄壁钻头;对试制的钻头进行了室内钻进试验,钻进材料为混凝土、钢筋混凝土和花岗岩。试验发现,烧结温度和钎焊材料中添加剂的成分与含量对金刚石钻头的性能有着非常重要的影响,烧结温度为980℃时钻头的性能最好,加入低熔点的Cu合金可以明显改善钎料与基体的浸润性。钻进结果表明:钎焊地质金刚石钻头具有金刚石出刃高,钻进时效好,寿命长等优点,该技术在金刚石钻头领域的开发与运用中具有重要的意义。     

Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头显微组织与力学性能

研究了Ag元素对Zn-Al钎料显微组织的影响,添加Ag元素能够细化Zn-Al钎料显微组织.结合钎焊接头力学性能、钎焊接头显微组织以及断口形貌,分析了Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头的断裂机理.在外力作用下,钎缝显微组织中脆硬的块状CuAl₂相与其周围组织难以实现同步协调变形,在CuAl₂相边缘容易产生应力集中,从而萌生裂纹源,这是Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头发生断裂的主要原因.添加Ag元素后,钎缝中块状CuAl₂相尺寸变小,应力集中倾向降低,对应的钎焊接头强度提高.当Ag元素添加量为3.3%(质量分数)时,钎焊接头强度达到最高,其对应的断口形貌中韧窝状形貌大而深.