Al2O3弥散强化铜与T2铜的真空钎焊研究

用Ag-Cu-Ti钎料对Al2O3弥散强化铜与T2铜进行真空钎焊.研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响.结果表明:温度过低,钎料与母材相互冶金作用不强,结合不紧密;温度过高和保温时间过长,钎料向Al2O3弥散强化铜中毛细渗入严重,钎缝出现虚焊,接头强度下降.钎缝组织主要为Cu的同溶体与Ag的同溶体.     

Al2O3弥散强化铜显微组织及性能

使用雾化法制备铜-铝合金粉,采用内氧化-还原法制备出氧化铝弥散强化铜锭坯,锭坯经热挤压后冷拉伸成不同规格的棒材。金相显微组织观察表明,弥散铜棒材纵向呈现出细长的纤维状结构特征,随棒材累计变形量的增加,纤维状组织变细、变长。棒材的力学性能和导电率结果表明,随着累计变形量的增大,弥散铜棒材的室温强度和硬度不断提高,延伸率和导电率则有所降低。在材料性能满足要求的情况下,减少累计变形量可以有效避免因材料加工硬化导致塑性急剧降低,避免加工过程中出现中空、开裂等缺陷的发生。     

纯铜组元对Al2O3弥散强化铜变形性能的影响

为改善Al₂O₃弥散强化铜的变形性能，通过向弥散强化铜中加入软质相纯铜组元，研究纯铜组元对弥散强化铜烧结坯变形性能的影响。对弥散铜烧结坯进行热压缩变形实验，获得了其不同热变形条件下的真应力应变曲线，建立了基于双曲正弦本构关系Arrhenius流变应力模型的本构方程，并计算获得热激活能值Q与应变速率敏感系数值m;对热挤压试样，进行室温性能检测和微观组织表征。结果表明：加入纯铜组元后，弥散铜烧结坯应力应变曲线峰值应力下降，曲线走势波动减弱，变形试样缺陷减少，热激活能Q降低，变形难度下降。应变速率较低时，纯铜组元的加入使得m值增加，弥散强化铜的塑性变好；应变速率较高时，纯铜组元的加入加剧基体软硬相不协调变形，m值降低，塑性变差。纯铜组元的加入使热挤压弥散铜的强化相浓度降低，硬度下降，导电率提升，晶粒变大。     

Al2O3弥散铜/纯铜扩散焊工艺

采用真空扩散连接工艺,对Al2O3弥散强化铜/纯铜的连接进行了试验研究.用扫描电镜分析了Al2O3弥散强化铜/纯铜扩散界面组织结构,研究了工艺参数对界面结合状态和组织结构的影响.通过正交试验得出各因素对接头抗拉强度的影响大小依次为:扩散温度＞压力＞保温时间.正交试验结果表明:焊接温度为550℃,保温时间为3h,压力为25 MPa时,可获得组织均匀致密、界面连续的Al2弥散铜/纯铜扩散焊接头,且接头抗拉强度高达116.9 MPa.     

Al2O3陶瓷表面化学镀铜工艺及其低温连接

进行了Al2O3陶瓷表面的化学镀铜处理,制定了前处理流程.研究了硫酸铜浓度、甲醛浓度、施镀温度、施镀时间等对镀层沉积速率的影响,对镀层进行了金相分析,在此基础上得到化学镀铜的优化工艺.进行了镀铜后Al2O3陶瓷低温钎焊工艺试验,研究了不同化学镀工艺条件对接头组织及力学的影响.结果表明,在试验条件下,随着焊接温度升高,接头致密度变差;焊接时间增加,焊缝宽度也增加;硫酸铜,甲醛浓度增加,镀层厚度增加,相对影响了钎焊焊缝宽度和质量.     

表面活化Al2O3陶瓷与5005铝合金真空钎焊

采用Al-Si钎料对经过Ag-Cu-Ti粉末活性金属化处理的Al₂O₃陶瓷与5005铝合金进行了真空钎焊,研究了钎焊接头的典型界面组织,分析了钎焊温度对接头界面结构特征及力学性能的影响. 结果表明,接头典型界面结构为5005铝合金/α-Al+θ-Al₂Cu+ξ-Ag₂Al/ξ-Ag₂Al+θ-Al₂Cu+Al₃Ti/Ti₃Cu₃O/Al₂O₃陶瓷. 钎焊过程中,Al-Si钎料与活性元素Ti及铝合金母材发生冶金反应,实现对两侧母材的连接. 随着钎焊温度的升高,陶瓷侧Ti₃Cu₃O活化反应层的厚度逐渐变薄,溶解进钎缝中的Ag和Cu与Al反应加剧,生成ξ-Ag₂Al+θ-Al₂Cu金属间化合物的数量增多,铝合金的晶间渗入明显;随钎焊温度的升高,接头抗剪强度先增加后降低,当钎焊温度为610 ℃时,接头强度最高达到15 MPa.     

表面内氧化Al2O3/Cu-(Ce+Y)弥散铜薄板带的组织和性能

采用内氧化工艺,在950℃以工业N2中的余氧为内氧化介质对试样进行表面内氧化,成功制备了Al2O3/Cu复合材料,并对其组织和性能进行了分析.结果表明:Cu-Al-RE合金经950℃×2 h内氧化后,表面内氧化层厚度随着混合稀土含量的增加而增加,当超过0.1%(Ce+Y)时,表面内氧化层厚度略有降低;内氧化法制备的Al2O3/Cu-(Ce+Y)复合材料中弥散分布着大量纳米级的Al2O3颗粒;添加适量的混合稀土能改善Cu-Al合金的导电性,提高合金的硬度.     

Al_2O_3弥散强化铜与CuCrZr合金的真空钎焊及热处理一体化工艺研究

采用Ag-Cu-Ti钎料对Al_2O_3弥散强化铜与CuCrZr合金进行真空钎焊,研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响,分析了经真空钎焊后直接淬火+时效处理对母材CuCrZr合金及接头性能的影响.结果表明,钎焊温度过低或保温时间过短,钎料与母材相互冶金作用较弱,接头性能较差;钎焊温度过高或保温时间过长,钎料向弥散铜中毛细渗入严重,焊缝中出现孔洞,接头强度也下降.经过随后的时效处理可以部分恢复母材CuCrZr合金的性能.     

Al2O3陶瓷表面化学镀镍工艺及其低温连接

进行了Al2O3陶瓷表面的化学镀镍处理,对Al2O3陶瓷表面前处理工艺各个工序进行研究,制定了前处理流程.研究了硫酸镍浓度、次亚磷酸钠浓度、施镀温度、施镀时间等对镀层沉积速率的影响,对镀层进行了金相分析,在此基础上得到化学镀镍的优化工艺.进行了镀镍后Al2O3陶瓷低温钎焊工艺试验,研究了不同化学镀工艺条件对接头组织及力学的影响.结果表明,在试验条件下,硫酸镍、次亚磷酸钠浓度等化学镀工艺,焊接温度、焊接时间及压力等焊接工艺对接头组织及力学性能均有重要的影响.     

不锈钢真空电子束钎焊工艺

探讨了在BNi-2钎料和锰基7#合金两种钎料的不锈钢真空电子束钎焊过程中,真空电子束钎焊工艺参数对钎料润湿性和试板温度场的影响作用。通过金相分析、扫描电镜和X射线能谱分析等手段,研究了BNi-2钎料钎焊不锈钢时的接头组织。     

Al2O3P/Al复合材料钎焊的试验研究

针对Al2O3P/Al复合材料，选用铝基HL401作钎料，选用QJ201为钎剂，在炉中氩气保护下进行钎焊．试验研究了其焊接工艺参数对接头强度的影响。试验表明：采用炉中氩气保护下钎焊Al2O3P/Al复合材料完全可行，用所选择的合适的钎料和钎剂，在优化的工艺参数条件下可获得优质的焊接接头。     

Cu—Ni—Be合金与T2铜真空钎焊及热处理一体化工艺研究

通过SEM、EDS、金相显微镜及拉伸试验分析了不同钎焊温度下钎焊接头的显微组织及性能特征,研究了保温时间对经真空钎焊、淬火复合工艺及时效处理后母材Cu-Ni-Be合金和接头组织及性能的影响.结果表明,钎焊温度对母材与钎料间的冶金作用影响明显,钎焊温度为935℃时,钎焊接头抗拉强度最高达228MPa;除10 min外,随着保温时间的延长,接头及母材性能变化不明显,热处理后接头性能较退火态有所下降;采用CuMnNi钎料进行Cu-Ni-Be合金与T2铜真空钎焊及热处理一体化工艺能够恢复母材性能的92%,接头强度达144MPa.     

奥氏体不锈钢与纯铜的真空钎焊工艺研究

采用BAg72Cu共晶钎料对奥氏体不锈钢与纯铜的真空钎焊工艺进行研究.通过剪切试验、光学显微镜观察、扫描电镜及能谱分析等手段研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响.试验表明,钎缝中心区为AgCu共晶组织,两侧界面反应区为铜基固溶体,钎焊温度对钎焊接头的组织和性能影响明显,而保温时间对其影响不明显.当钎焊温度865℃、保温时间10min时,剪切强度最高,达到160 MPa.钎焊温度过低时,冶金作用较弱,接头强度较低;钎焊温度过高时,钎料流淌较多,接头强度也较低.以865℃为钎焊温度,改变保温时间,在10～45 min保温时间内接头的剪切强度变化不大.     

Al2O3的W金属化及其与Nb的Pd钎焊研究

在考察Al2O3(95%Al2O3瓷和Al2O3单晶)的W-Y2O3金属化工艺的基础上,制备Al2O3单晶/Pd/Nb的高温钎焊接头,分析Al2O3的W-Y2O3金属化和Al2O3 /Nb的Pd钎焊机制.结果表明:在Al2O3基体和金属化层界面附近存在Y元素的偏聚行为,同时伴随着Al含量的下降.这是由于金属化过程中陶瓷/金属化层界面新生固相产物扩散的结果,且其扩散主要为朝金属化层方向.高温钎焊过程中,金属化层中的W元素和金属Nb扩散进入几乎整个Pd焊料层,这使得在Nb/Pd界面附近及焊料层内形成脆性固溶体或金属间化合物,从而导致微裂纹产生.     

TU2无氧铜与铪的真空钎焊

使用BAg72Cu钎料对TU2无氧铜与稀有金属铪(Hf)进行真空钎焊。借助金相显微镜、超景深显微镜、扫描电镜、能谱分析、室温剪切试验等手段,分析了钎焊工艺参数(钎焊温度和保温时间)对钎焊接头组织及性能的影响。结果表明:真空钎焊后获得的焊缝组织致密而连续,焊缝区均存在三个不同形貌的区域:铪侧的黑色区、中间花纹状Ag-Cu共晶区和铜侧的峰峦状或鹅卵石状铜基固溶体区。随着钎焊温度升高和保温时间的延长,焊缝中峰峦状或鹅卵石状组织越来越大,黑色区也越来越宽,而中间共晶区则减小。黑色带状区域中的Hf元素含量均大于4%,明显超过了相图中Hf在Ag、Cu中的饱和固溶度,说明该区域中不可能仅存在铜或银与铪的二元固溶体组织,有可能存在三元固溶体或含铪金属化合物。两种工艺参数均对接头的剪切破断应力影响不大。     

AgCu+nano-Al_2O_3复合钎料钎焊TC4合金与Al_2O_3陶瓷:界面结构及接头性能

通过向Ag Cu共晶钎料中添加nano-Al2O3增强相(2%,质量分数)并采用高能球磨的方法获得了Ag Cu+nano-Al2O3复合钎料(Ag Cu C钎料)。采用Ag Cu C钎料实现了TC4合金与Al2O3陶瓷的高质量钎焊连接,确定了TC4/Ag Cu C/Al2O3钎焊接头的典型界面组织结构为:TC4/α-Ti+Ti2Cu扩散层/Ti3Cu4层/Ag(s,s)+Ti3Cu4+Ti Cu/Ti3Cu4层/Ti3(Cu,Al)3O层/Al2O3。Nano-Al2O3的添加抑制了钎缝中连续的Ti-Cu化合物层的生长,同时在钎缝中形成了颗粒状Ti-Cu化合物相增强的Ag基复合材料,改善了钎焊接头的界面组织。随着钎焊温度的升高,各反应层厚度逐渐增加,颗粒状Ti-Cu化合物不断长大,Ag基复合材料组织逐渐细小。当钎焊温度T=920℃,保温时间t=10 min时接头抗剪强度达到最大为67.8 MPa,典型断口分析表明:压剪过程中,裂纹起源于钎角处并沿钎缝扩展后转入Al2O3陶瓷,最终在Al2O3陶瓷母材侧发生断裂。     

TB2钛合金/不锈钢钎焊钎料及真空钎焊工艺的试验研究

分别研究了四种银基钎料，参照有关国家标准，评价了其钎焊TB2／不锈钢的钎焊工艺性能．优选出一种钎料并确定了最佳的钎焊工艺参数，同时研究了其钎焊工艺与TB2合金热处理的匹配性。     

Al2O3P／Cu基复合材料与Nb钎焊研究

采用Ag-20Cu-5Ti对Al2O3P／Cu基复合材料与Nb的钎焊性进行了初步探讨。研究表明，通过在钎料中加入活性元素Ti，可以减少和消除钎缝中的Al2O3P颗粒，避免Al2O3P颗粒在钎缝中的聚集，实现离子共价键Al2O3P向类金属键TiO转化，从而提高钎缝基体与颗粒相之间的匹配性。