基于低银钎料的金刚石薄壁钻钎焊工艺研究

根据Ag、Cu、Zn、Cd、Ni、Co、Mn等元素在钎料中的作用和特点,通过分析和选择,研发了一种新型钎料,并对其熔点、强度以及钎焊工艺进行了研究.结果表明:新开发的低银钎料ZB-1中的表面活性元素能显著降低液态钎料的表面张力,细化合金晶粒,延缓钎焊过程中钎料的氧化,在改善钎料润湿性的同时净化钎缝晶界,从而提高钎缝的抗...     

湿热环境对Zn-2Al钎料显微组织及力学性能的影响

针对Zn-2Al钎料在湿热环境下的时效劣化行为,通过高温高湿加速腐蚀试验模拟了湿热大气环境,研究了在恒定湿热环境下腐蚀时间对钎料显微组织、力学性能及润湿性能的影响.结果表明,钎料表观腐蚀深度与腐蚀时间呈线性关系,水汽腐蚀主要发生在晶界处,当腐蚀达到一定程度后,钎料内形成了大量的腐蚀裂纹和腐蚀孔洞.晶间腐蚀是晶内富锌η相为阴极,晶界处富铝α相为阳极而溶解的电化学腐蚀.钎料的抗拉强度、塑性和韧性均随着腐蚀时间的延长而降低,钎料在1060铝板上的润湿面积随着腐蚀时间的增加而急剧减小.     

钎焊过程原位合成高强度银钎料

AgCuZnSn合金具备高强度、成分无害化的优势,在绿色制造中应用前景广阔,但Sn元素的加入导致的成形性能下降,限制了其使用. 为克服该不足,设计了一种使用AgCuZn/ZnCuAgSn/AgCuZn复合焊片在钎焊过程中原位合成AgCuZnSn高强钎料的方法,采用的复合钎焊片外层为AgCuZn低熔合金,内层为ZnCuAgSn合金,二者熔点接近且内层合金低于合成后钎料熔点,复合钎料的加工性优于同成分的AgCuZnSn钎料. 使用复合钎焊片进行了感应钎焊不锈钢试验. 结果表明,钎焊过程中两种合金几乎同时熔化,经瞬间保温后可充分熔合,获得高强度钎缝,采用该工艺获得的接头强度高于常规钎焊连接强度.     

铟对低银Ag-Cu-Zn钎料显微组织和性能的影响

研究了低银Ag-Cu-Zn钎料(ωAg≤20%)的熔化特性、铺展性能、钎料显微组织。以黄铜/304不锈钢作为母材,采用火焰钎焊方法,进行了搭接钎焊试验。结果表明,低银Ag-Cu-Zn钎料显微组织主要由铜基固溶体、银基固溶体、Cu Zn化合物相构成。In的添加降低了Ag-Cu-Zn钎料的固、液相线温度,改善了钎料润湿性能;添加In的低银Ag-Cu-Zn钎料在凝固过程中析出富In的银基固溶体,起到了固溶强化的效果,改善了钎焊接头的显微组织,从而提高了钎缝接头的力学性能。使用17Ag Cu Zn-1In火焰钎焊黄铜/304不锈钢,钎焊接头成形美观、组织致密、无缺陷存在,综合性能与含银量为25%的BAg25Cu Zn Sn银钎料的性能相当,节银效果显著。     

腐蚀对复合银钎料的影响

采用恒温浸泡腐蚀、电化学腐蚀、润湿铺展测试和扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机等手段研究了复合银钎料中钎剂与钎料合金的腐蚀及钎料腐蚀对钎焊性能的影响。结果表明,银钎料处于含水钎剂环境中,会被钎剂腐蚀。在钎料中加入1.5%~2.5%的Sn,缩小了Ag-Cu-Zn合金中Ag-Zn相与Cu-Zn相之间的电位差,降低了两相之间的微电池效应,Sn细化Ag-Cu-Zn钎料中的共晶相,降低银钎料发生腐蚀的敏感性;用被腐蚀的银钎料钎焊钢,钎焊接头抗拉强度损失,在钎料中添加Sn可抑制损失程度。     

梯度三明治钎料钎焊过程组织演变及力学性能分析

三明治复合钎料是实现硬质合金与钢可靠钎焊连接的重要技术，复合层间及其与基体间的界面层组织形态对力学性能有着重要影响.系统分析了不同钎焊温度、时间条件下梯度三明治复合钎料钎缝组织演变规律，分析了影响力学性能的关键因素.试验结果表明，梯度三明治复合钎料与钢和硬质合金基体界面形成分为4个阶段：界面组织形成、长大、溶合、重排.梯度钎料中间CuMn₂层随着保温时间的延长，由初始连续状逐渐变为孤立的小岛，周围被低Mn铜固溶体包围；继续延长保温时间，CuMn₂层消失，整个钎缝由铜固溶体、银固溶体和银铜共晶组成.钎缝抗剪强度在780℃、保温2.5 min时达到最高285 MPa,Co,Ni元素此时发生长程扩散，聚集在中间层CuMn₂附近，提高了CuMn₂中间层强韧性，在断口韧窝的根部分布着Co基颗粒强化相；进一步延长保温时间，Co,Ni等钎缝强韧化元素开始分散，钎缝组织粗化，强度降低.     

微量Si元素对Sn-0.7Cu钎料组织及钎焊性能的影响

研究了Si元素对Sn-0.7Cu钎料合金钎焊性能的影响。采用感应熔炼工艺制备出Sn-0.7Cu-x Si (x=0,0.1,0.3,0.5,0.75,1.0；%，质量分数)钎料合金，通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计及万能拉伸实验验机等分析测试方法研究了Sn-0.7Cu-x Si钎料微观组织、界面形貌、熔化特性及力学性能。研究结果表明：加入0.1%的Si元素后，晶粒明显细化，共晶相增多，界面层厚度降低，此时硬度及抗拉强度达到最大值(HV_0.025 11.38,37 MPa)；随着Si含量的继续增加，Sn-0.7Cu-x Si钎料合金晶粒逐渐粗化，共晶组织减少，同时过量黑色的Si颗粒聚集，界面处化合物层厚度不断增加；钎料的熔点随着Si含量的增加无明显变化，过冷度逐渐降低，当Si元素添加量超过0.5%后趋于稳定，相比于Sn-0.7Cu钎料合金降低了46.5%;Sn-0.7Cu-x Si钎料合金的润湿性随着Si含量的增加先升高后降低，在Si元素含量为0.5%处润湿面积最大(93.71 mm²)，显微硬度及剪切强度逐渐降低。     

BAg30CuZnSn退火过程中组织性能演变

Ag基钎料由于具有适宜的熔化温度范围、良好的流动性、润湿性及优良的力学性能而受到广泛关注。其中，带状银钎料更因其能够预置工件填缝、便于实现自动化、提升焊接效率、节能节材等优点，成为近些年来市场广泛采用的钎料。但要制成表面洁净、氧化夹杂少的带状钎料，轧制工艺是关键。目前带状银钎料在轧制过程中，轧制道次繁琐，杂质易引入，这些杂质的引入影响了产品的外观，更重要是使得钎料的润湿性和流动性都会有较大波动，最终导致焊接接头的质量下降。为获得良好的钎料表面质量，降低杂质引入概率，轧制前均需选择合适的退火工艺以优化钎料组织，从而减少轧制次数，提升质量的同时提高生产效率。本工作采用金相显微镜、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、显微硬度等多种分析手段系统研究了BAg30CuZnSn钎料在不同退火温度、时间下组织和硬度的变化规律，研究结果表明BAg30CuZnSn微观组织和硬度在不同退火温度、保温时间下差异较大。随着退火温度的升高，富银相基体中的Ag不断向网状相中扩散，Ag含量不断降低，整体均匀性增加；铜从富铜相中向基体相中迁移。当温度超过500℃，晶粒粗化，出现大量的树枝晶，在枝晶末端Sn和Ag不断...     

锡基巴氏合金制备工艺与成分优化改性研究进展

锡基巴氏合金作为一种性能优异的滑动轴承轴衬材料，是工业生产必不可少的材料。近年来，随着工业用大型、高性、重载机械设备不断涌现，传统的锡基巴氏合金材料和制备工艺逐渐表现出一些弊端，已无法满足新的需求，锡基巴氏合金材料制备工艺和成分优化改性又成为研究热点。锡基巴氏合金制备工艺的主要为离心铸造、电弧堆焊、钎焊、激光熔覆、原位微波辅助铸造技术等方法，分析不同制备工艺对锡基巴氏合金成分和涂层结合强度的影响；通过添加强化元素、化合物、碳材料、纳米材料等方法优化巴氏合金成分，进一步提高涂层结合强度，系列研究成果对延长轴承寿命起到了显著的作用。文中重点对锡基巴氏合金制备工艺与成分改性的研究进展进行了综述，提出设计开发新型锡基巴氏合金涂层结构，以提高锡基巴氏合金涂层结合强度和使用寿命，这将是国内外学者的研究重点和未来的发展趋势。     

感应钎涂粉末熔融及传热机制

感应钎涂技术是材料表面修型提性的重要技术手段，分别选用碳钢和陶瓷作为基板进行感应钎涂试验，系统研究了粉状和膏状钎涂层温度变化规律，分析了钎涂过程热量传递方式和路径. 结果表明，感应钎涂时涂层材料不能被直接感应加热，钎涂层升温的热源几乎全部来自于钢基体的热传导，液固界面剧烈传热并梯次推进，促进了金属钎料的熔融铺展；当基材由导电且能够被感应加热的碳钢替换为陶瓷时，涂层材料升温只能依靠自身生热. 粉状钎涂料呈游离态，粉末颗粒之间及粉末颗粒与金刚石之间充满气体，基体的热量难以传导至上部，粉末难以充分熔融，而添加粘结剂的膏状钎涂料在感应过程中能快速熔化，粘结剂兼有导热、助熔和保护等多重作用.