真空热处理提高烧结钕铁硼镀Cu层结合力的研究

目的 提高烧结钕铁硼表面镀Cu膜层结合力,改善可焊性,进一步制备生物友好的强耐蚀性防护薄膜。方法 采用磁控溅射技术在钕铁硼表面制备约7 μm厚的Cu膜,研究热处理温度和时间对Cu/NdFeB界面组织、膜基结合力和样品磁性能的影响,选取最优化热处理样品电镀约2 μm厚的Sn膜,再于280 ℃在其表面焊接Au片,评估其可焊性。结果 500 ℃热处理样品的Cu膜与基体间发生了明显扩散,扩散深度及结合力随时间延长而增加。热处理2 h样品的膜基结合力由处理前的11.0 MPa提高至31.5 MPa,膜基分离位置发生在磁体亚表面层,矫顽力、剩磁和最大磁能积等磁性能无显著下降。进一步镀Sn后,在其表面焊接的Au层与Cu膜层基体冶金结合良好,耐腐蚀性能优异。700 ℃热处理样品的Cu膜与基体间扩散过快,易造成Cu膜消失及钕铁硼基体表面损伤。结论 真空热处理温度和时间对Cu/钕铁硼界面组织有根本性影响,通过适宜的热处理可大幅提高磁控溅射的Cu膜与烧结钕铁硼之间的膜基结合力,同时不明显降低磁性能,可采用焊接方法在热处理后的Cu膜表面制备结合力高、长效耐蚀且生物友好的防护薄膜。     

550 ℃表面渗氧对Ti-6Al-4V合金耐磨性能的影响

对Ti-6Al-4V合金550 ℃的空气中渗氧60 h后的表面形貌、显微组织、成分、硬度、划刻性能和耐磨性进行研究,并与未处理的钛合金进行了比较。结果表明,渗氧后的钛合金表面粗糙度有所增加,表层形成约3.5 μm厚的渗氧层,X射线衍射(XRD)检测到了锐钛矿相、金红石相、板钛矿相TiO₂和Al₂O₃相。渗氧层的显微硬度和纳米硬度分别为804.6 HV0.025和14.5 GPa,比未处理的基体提高了143.7%,且压痕周围未见裂纹;渗氧后钛合金表面最大划痕深度由12 μm降至4 μm,磨损率由354.33×10^-6mm³/Nm降至1.44×10^-6mm³/Nm,渗氧层的主要磨损机制为轻微的磨粒磨损。表面渗氧显著提高了Ti-6Al-4V钛合金表面硬度和耐磨性,同时其内部组织粗化和软化不明显,可作为提高钛合金表面耐磨性能的潜在方法。     

粉末粒度对镍合金熔覆薄层组织及成分的影响

针对在钢基体表面熔覆镍合金薄层时稀释率高的问题,采用304不锈钢基体和两种不同粒度的Ni Cr Fe BSi合金粉末,在较高的扫描速度、较低的热输入下制备熔覆薄层,研究了粉末粒度及熔覆工艺参数对熔覆过程冶金反应及熔覆层微观组织与成分分布的影响。结果表明,在较低的热输入下即可将粉末完全熔化并加热至发生自钎反应的温度,熔覆合金在基体表面铺展,得到表面平整的熔覆层,无裂纹出现。采用厚度200μm,粒度范围70～100μm的镍合金粉末层,制备的熔覆层厚约170μm,稀释率较高;采用相同厚度的粒度约50μm的镍合金粉末层,获得了厚约130μm的熔覆层,稀释率低且熔覆界面更平整。由于更细的合金粉对激光能吸收率更高,在较低的热输入下即可熔化,传导至基体的热量显著降低,基体熔化少,热影响小。该方法可用于制备防护薄层及精密修复。     

Sc,La对Al-Mg焊料中杂质元素偏聚的调控作用

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射仪,研究了添加微量钪、镧对铝镁焊料中杂质元素偏聚的调控作用. 结果表明,在铝镁焊料合金凝固过程中,铁、硅等杂质元素在晶界有偏聚效应,添加微量钪、镧可以降低铁、硅杂质在晶界的偏聚浓度. 钪与镧减轻杂质元素在晶界偏聚的效果存在差别,添加钪的合金比添加镧的合金晶界处杂质元素偏聚强度明显减弱. 造成这种差别的原因是,钪、镧对杂质元素偏聚的调控机制不同.     

钎料表面微结构对糊状钎剂黏附性的影响

文中采用金相显微镜、润湿角测定仪、表面张力仪等分析手段,分析了钎料表面微结构对糊状钎剂黏附性的影响.结果表明,糊状钎剂可在擦洗、擦洗+精轧两种钎料表面黏附润湿或浸湿,但不能自行铺展润湿.与擦洗钎料相比,糊状钎剂在擦洗+精轧钎料表面具有更大的接触角滞后、糊状钎剂黏附量,且黏附层分布相对均匀,收缩坑较少.糊状钎剂在擦洗、擦洗+精轧钎料表面的黏附功和黏附张力,分别为106.39,29.89和110.28,33.78 mN/m.糊状钎剂在擦洗+精轧钎料表面具有更大的黏附功和黏附张力,是其表面黏附量大、黏附层均匀、收缩坑少的主要原因.     

Pr,Nd对Sn0.3Ag0.7Cu0.5Ga无铅钎料显微组织的影响

分析了添加两种稀土元素Pr,Nd对Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga无铅钎料基体组织、焊点界面组织的影响并测定了焊点抗剪强度.结果表明,在该钎料中分别添加Pr,Nd元素可以改善钎料的显微组织,且加入Pr元素的效果优于Nd.添加Pr元素的钎料基体组织中金属间化合物分布均匀,而后者易在晶界处产生“区域”状金属间化合物,成为裂纹的发源地.稀土元素的吸附作用可以降低钎料与铜基板界面反应的剧烈程度,从而改善界面的形貌.添加Pr元素的钎料可以更好地与铜基板结合,从而提高了焊点的抗剪强度.     

浅谈硬钎料的应用现状与发展方向

综述了国内硬钎焊材料的生产及应用现状,分析了国产硬钎料产品质量方面存在的问题,提出了提高国内硬钎料产品质量技术途径,并对国内钎焊材料的发展方向提出了建议.     

氧化对含稀土无铅钎料表面锡须生长的影响

通过环境试验(室温、湿热和"无氧"试验)和扫描电镜组织分析对比研究了相同时效时间(30天)、三种不同氧化条件下锡须在Sn-Zn-Ga-Pr无铅钎料表面的生长行为.发现在室温环境下,锡须呈典型的针状生长;在湿热条件下,锡须呈丘状生长;而在氮气氛围的近似无氧条件下仅发现有少量锡粒在稀土相PrSn3表面产生.基于稀土相氧化驱动锡须生长理论,分析认为三种环境条件下锡须生长行为的不同是由于稀土相氧化程度不同造成的.湿热条件下稀土相快速氧化和腐蚀,从而比在室温和"无氧"条件下产生更多的压应力和活性Sn原子,为丘状锡须的生长提供了条件;而在氮气氛围下,稀土相氧化非常缓慢,驱动力和锡源都较少,因而只有少量短锡须和锡粒生长.     

温度与镀层对Sn-Zn-Ga-Nd钎料润湿性能的影响

采用润湿平衡法测定了不同试验温度下Sn-Zn-Ga-Nd无铅钎料在纯锡、SnBi和Au/Ni三种镀层上的润湿时间和润湿力,研究了钎焊温度对钎料在不同镀层上润湿性能的影响.结果表明,钎料的润湿性能随着温度升高而提升,表现为润湿时间缩短,润湿力增大;在240℃时,Sn-Zn-Ga-Nd无铅钎料在三种镀层上的润湿时间均已满足电子行业标准IPC中t0≤1 s的要求,其中纯锡和SnBi镀层的综合润湿性能更好.     

中国有色金属焊接材料市场需求与产业发展

根据第19届北京·埃森焊接与切割展览会参展情况,综述了近年来在制造业迅速发展的背景下中国有色金属焊接材料市场需求、产业发展现状和趋势,分析了国内有色焊接材料产业存在的问题,并对国内有色焊接材料产业的发展策略提出了一些建议。