SiC颗粒增强铝基复合材料的真空钎焊性研究

选用Pb80Sn20钎料,对体积分数20％的SiCP/A356复合材料进行真空钎焊,分析了表面镀镍和不镀镍对其真空钎焊性的影响,并通过金相显微、能谱分析等手段研究了保温时间对其钎焊接头组织的影响.研究结果表明:体积分数20％的SiCdA356复合材料表面不镀镍进行钎焊时,焊接性很差,镀镍后焊接性显著提高;对比6、8和10 min保温时间下钎焊接头硬度,8min保温时间最好.     

钛及钛合金钎焊研究进展

钛合金具有优异的综合性能,广泛应用在空天和海洋等领域,钎焊技术是钛合金部件的关键连接方法,但存在诸多难题,解决钛合金高可靠钎焊连接具有重要的科学和工程意义。从钛的物理和化学性质出发,分析其钎焊特性,介绍钛合金的常用钎焊方法,阐述了国内外钛合金用钎料的研究进展,并描述了几类典型的钛-异种金属钎焊接头的组织和力学性能特征,讨论了工艺参数对接头强韧化的作用机制;并针对钛及钛合金钎焊时存在低溶蚀高强韧钎料缺失、钎焊设备生产效率受限、充分扩散溶蚀—强韧化矛盾和接头残余应力模拟困难等难点,提出了系统研究钎料组元与成形能力的关系、开发多热源耦合作用真空钎焊设备、探明脆性化合物生成机制与控制措施和计算材料学与CAE仿真协同预测接头性能的基本思路。     

感应钎涂工艺在旋耕刀上的应用研究

针对旋耕刀寿命短、更换勤的技术难题,开展旋耕刀耐磨强化工艺研究。分别采用等离子熔覆和感应钎涂工艺在65Mn钢上制备了35%WC涂层,结果表明,感应钎涂35%WC涂层的耐磨性比等离子熔覆35%WC涂层高1.5倍,硬质颗粒在其中分布更加均匀,烧损更少。在此研究基础上开发了感应钎涂金刚石涂层,其耐磨性较感应钎涂35%WC涂层提高5倍以上。对旋耕刀感应钎涂金刚石涂层的钎涂时间进行了优化,发现钎涂时间为25 s时,涂层成形性好,旋耕刀体变形小,田间试验验证其使用寿命较原始旋耕刀提高了4倍以上。将感应钎涂金刚石技术推广应用至犁尖、粉碎刀等农机刀具,使用寿命普遍提升3倍以上;应用至刮板输送机中部槽、输送绞龙等工程机械过流部件,可显著减少磨损,降低能源消耗。     

陶瓷/金属异质钎焊连接研究进展

钎焊作为制造业中材料连接较广泛的方法之一,在医疗、电力电子和汽车等领域广泛应用,国内外学术界认为钎焊是陶瓷/金属异质连接中最有效、最具有发展潜力的连接方式。本文主要对近20年国内外有关陶瓷/金属钎焊异质连接的研究报道进行详细综述。首先综述了陶瓷/金属钎焊的研究概况,其次分别从氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、陶瓷基复合材料四种陶瓷材料方面以及活性金属钎焊、空气反应钎焊、接触反应钎焊、玻璃钎焊和超声波辅助钎焊五种钎焊方法详细评述陶瓷/金属异质钎焊的研究进展。然后介绍了陶瓷/金属异质钎焊在医疗、电力电子和汽车领域的应用,最后指出陶瓷/金属异质钎焊技术研究和发展过程中存在的不足,并展望陶瓷/金属异质钎焊技术未来发展的方向,为陶瓷/金属异质材料连接的相关研究和工程应用提供理论依据和技术支撑。     

低镍不锈钢激光-电弧复合焊接头组织性能研究

低镍含氮奥氏体不锈钢强度高,韧性佳,在化工装备及建筑装饰等领域广泛应用。为揭示保护气体对低镍含氮奥氏体不锈钢焊接接头微观组织和力学性能的影响机制,分别采用92%Ar+8%N2与95%Ar+5%CO2两种混合比例的保护气体对08Cr19Mn6Ni3Cu2N低镍含氮奥氏体不锈钢进行了激光-MAG电弧复合焊。研究表明：氮气的加入使焊接接头平均显微硬度有所下降;电弧收缩明显,焊接飞溅增加且体积增大,电弧稳定性变差;焊缝中奥氏体含量增加约20%,而铁素体枝晶变细,二次枝晶臂变短。焊缝组织中未发现σ相及氮化物析出;从四个晶面观察奥氏体晶粒尺寸也是由于氮气的加入而减小;焊接接头拉伸性能略微下降,但耐腐蚀性能提高。     

含氟化物银钎剂去除304不锈钢表面氧化膜的机理

使用银钎剂（由K₂B₄O₇、H₃BO₃、KF或KHF₂组成）去除304不锈钢表面氧化膜,研究了银钎剂对304不锈钢表面氧化膜的去除机理。结果表明,700 ℃时,在钎剂成分中某一成分的单独作用下,K₂B₄O₇和KF不能去除304不锈钢表面氧化膜;在任意2种成分的协同作用下,只有K₂B₄O₇与H₃BO₃的混合物在700 ℃下不能熔化,其余二元混合物均能与钢板表面氧化物反应;自由能（ΔG_m^θ）和反应平衡常数（K^θ）的计算结果显示,钎剂去除氧化膜的主要原因是该过程中钎剂中的F替代氧化物中的O,该反应的平衡常数达到 1.3×10¹⁶⁷,自由能小于零,反应可以进行。XRD结果显示,在2θ=18°位置的峰形发生改变,说明KF被KHF₂替代后,钎剂去除氧化膜的机理发生变化。含有KF和KHF₂的3号钎剂在540 ℃时可以有效去除钢板表面氧化膜,与钎剂的反应产物具有非晶结构特征。     

铁元素对铝镁焊料晶间腐蚀的影响

目的：研究Fe对铝镁焊料晶间腐蚀的影响规律,确定Fe元素的最佳含量。方法制备不同Fe元素含量的铝镁合金并进行表面处理,在3%（质量分数）NaCl+10 mL/L HCl溶液中（35℃）浸泡24 h,进行晶间腐蚀实验。通过扫描电子显微镜和光学显微镜对晶间腐蚀形貌和合金相进行分析。结果随着Fe元素含量的增加,合金试样最大腐蚀深度由133μm增加到179μm;Fe元素质量分数超过0.2%后,合金发生晶间腐蚀倾向大幅增加。引入Fe元素后,铝镁焊料合金相由α（Al）基体相+Al3Mg2相转变为α（Al）相+Al3Mg2相+ FeAl3相。随着Fe元素含量的增加,合金中富Fe相（FeAl3）析出量增加, FeAl3相形貌由最初的骨骼状转变为针片状和针状。FeAl3相的增加提升了合金发生晶间腐蚀的原动力,增加了合金发生晶间腐蚀的敏感性。结论在铝镁焊料合金中引入 Fe 元素后,合金组织发生改变,导致合金抗晶间腐蚀能力下降。为降低合金发生晶间腐蚀的敏感性,应将Fe元素质量分数控制在0.2%以下,且越低越好。     

Al-12Si自钎剂钎料环的制备及3003铝合金的钎焊

采用热压烧结法制备了Al-12Si自钎剂钎料环,对自钎剂钎料的显微组织、润湿性以及钎焊3003铝合金接头显微组织进行了研究。结果表明,自钎剂钎料显微组织由块状初晶硅,α-Al固溶体以及颗粒状KAlF_4钎剂组成;钎料环在3003铝合金上润湿性能良好,钎焊的3003铝合金接头组织主要由α-Al固溶体和针状Si相组成,接头抗拉强度达到70 MPa。     

不锈钢包钢复合材料铝热焊接试验研究

针对新型耐腐蚀接地网材料不锈钢包钢复合材料的铝热焊技术,以铝粉、氧化亚铜和氧化铜为基体,添加铜磷合金、硼酐和硅钡钙等合金粉末研制出专用铝热焊粉,并对接头组织形貌、物理和力学性能进行研究。结果表明,研制的新型焊粉可以获得完好的不锈钢包钢接头,接头表面光滑,内部无气孔、夹渣和裂纹等缺欠。焊粉熔体熔点、焊接接头电阻值和强度指标达到进口焊粉水平,优于国内市售焊粉,完全可以满足新型接地装置的工程应用。     

铜铝连接用Zn98-Al钎料脆化机理

Zn98-Al钎料在湿热环境中常发生时效劣化行为,使其脆性增大,伴随而至的是钎焊工艺性下降。为探索其脆化原因,文中通过室内湿热加速腐蚀试验模拟湿热大气环境,采用光学显微镜、扫描电镜、XRD等分析手段对加速腐蚀环境下Zn98-Al钎料的显微组织进行研究。结果表明,腐蚀主要发生在晶界处,钎料内形成了腐蚀裂纹和腐蚀孔洞;Zn98-Al钎料的晶间腐蚀是晶内η相为阴极,晶界处α相为阳极而溶解的电化学腐蚀;水蒸气腐蚀后Zn98-Al钎料晶界处O含量和Al含量比较高;XRD分析表明,钎料表面腐蚀产物主要有Al2O3,ZnO,Al(OH)3,Zn(OH)2,钎料在湿热环境中发生电化学腐蚀,同时伴随着高温氧化。