制冷行业用新型银钎料火焰钎焊H62黄铜的接头组织和性能

以BAg45Cu Zn钎料为基体,在其表面化学镀锡,用于H62黄铜的火焰钎焊连接。借助扫描电镜(SEM)分析H62黄铜钎焊接头的微观组织,并利用万能试验机测试钎焊接头的抗拉强度。结果表明,钎料表面化学镀锡后,母材与钎缝结合紧密,钎焊接头组织主要由富Cu相、Ag相、Cu Zn和Cu5Zn8化合物相组成。随着镀锡含量的升高,钎焊接头抗拉强度逐渐增高。在Sn含量为2.5%时,钎焊接头抗拉强度最高为352 MPa。     

微米锡刷镀层对AgCuZnSn钎料性能的影响

以BAg34CuZnSn钎料为研究对象,在其表面刷镀微米锡层,利用SEM和XRD表征锡刷镀层的组织和结晶取向,采用差热分析仪(DSC)、润湿试验炉、万能拉伸试验机分析刷镀锡含量对钎料熔化温度、润湿性、抗拉强度的影响,并对刷镀锡后钎料的电阻率和断后伸长率进行了讨论. 结果表明,BAg34CuZnSn钎料表面微米锡刷镀层平整、致密,孔隙率小,结晶晶粒呈现明显的(200),(112)择优取向. 随着钎料表面刷镀锡含量升高,AgCuZnSn钎料的DSC吸热峰向左偏移、熔化温度逐渐降低,钎料润湿面积和断后伸长率呈上升趋势,而钎料的抗拉强度和电阻率逐渐下降. 在刷镀锡含量为2.0%时,钎料的润湿面积和断后伸长率最大,而钎料熔化温度、抗拉强度和电阻率最低.     

钴铬合金与不锈钢的激光钎焊

采用激光钎焊技术,连接钴铬合金与不锈钢异质材料。通过扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪等设备及弯曲试验等测试方法,对比分析了添加银基钎料与未添加银基钎料的激光焊接头的组织和性能。结果表明,与未添加银基钎料的接头相比,添加银基钎料的接头组织与性能得到明显改善,接头组织中γ-Fe相含量增加,Cr_2Ni_3,Ni_(17)W_3等金属间化合物相含量减少,不锈钢侧熔合区形成黑色反应层宽度减少,弯曲角度增加,塑性增大。未添加银基钎料接头弯曲角度约为80°,断口呈现韧-脆混合断裂特征,韧窝较大。添加银基钎料后,接头弯曲角度达到130°,断口呈现韧性断裂特征,韧窝较小。     

铝/黄铜异种金属TIG熔钎焊接头显微组织与力学性能

采用Zn-2%Al(质量分数)药芯焊丝对5052铝合金和H62黄铜进行TIG熔钎焊搭接试验,并对接头显微组织、界面层结构及力学性能进行分析。结果表明:Zn-2%Al药芯焊丝在黄铜母材表面润湿性良好,能够获得较好的铝/黄铜熔钎焊接头。在黄铜侧过渡区形成块状和条状的Al Cu脆性金属间化合物相,同时在黄铜侧界面处形成Cu9Al4、Cu Zn金属间化合物层。随焊接热输入的增大,界面层厚度先增大后减小,接头拉伸载荷也是先增大后减小。焊缝中心区及界面层的显微硬度高于铝和黄铜母材的。接头拉伸时断于黄铜侧界面区,且断口为解理断裂。     

Ga元素含量对银钎料组织及性能的影响

研究了Ga元素的添加对B17AgCuZnSn钎料固液相线温度、铺展性能、显微组织以及钎焊接头抗拉强度的影响规律. 采用火焰钎焊方法,得到H62黄铜与304不锈钢的对接接头. 结果表明,随着Ga元素含量的增加,B17AgCuZnSn钎料固液相线温度出现下降,在母材表面的铺展性能有所上升,B17AgCuZnSn-2Ga钎料铺展试验中出现“润湿环”现象. Ga元素的添加改善了银钎料的显微组织,当Ga元素质量分数为2%时B17AgCuZnSn钎料组织细小均匀. 此外,采用该系列钎料钎焊黄铜和不锈钢时,得到了致密无缺陷的钎焊接头,当B17AgCuZnSn钎料中Ga元素质量分数为2%时,钎焊接头的抗拉强度达到最大值387.2 MPa.     

基于熵模型镀锡银钎料钎焊性能的定量表征

以BAg50CuZn钎料和BAg34CuZnSn钎料为基材，采用镀覆扩散组合工艺制备了两类镀锡银钎料，利用综合热分析仪、润湿试验炉、万能拉力试验机测定镀锡银钎料的熔化温度区间、润湿面积及钎焊接头抗拉强度，建立了钎料润湿熵和接头强度熵的数学模型，并与熔炼合金化制备的相同Sn含量的传统钎料进行对比. 结果表明，与相同Sn含量的传统钎料相比，镀锡银钎料的润湿熵值更小、强度熵值略高. 同等Sn含量条件下，镀锡银钎料和传统钎料润湿熵值的变化趋势，与对应钎料在316LN不锈钢表面的润湿面积随Sn含量的变化趋势基本一致，强度熵值的变化趋势与对应钎料钎焊316LN不锈钢接头的抗拉强度随Sn含量的变化趋势几乎吻合；润湿熵和强度熵的模型在一定程度上可定量预测镀锡银钎料的钎焊工艺性和接头力学性能.     

时效温度对Sn-0.7Cu-xFe钎焊接头可靠性的影响北大核心

研究了时效温度对钎料Sn-0.7Cu及Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头微观组织和接头拉伸强度及断口形貌的影响规律。结果表明:随着时效温度提高,焊点组织粗化,钎料中Cu_6Sn_5化合物形貌由针状向棒状转变,且长大趋势较明显,Fe颗粒的添加可以延缓时效过程中Sn-0.7Cu-x Fe接头微观组织中Cu_6Sn_5的粗化程度;钎焊接头抗拉强度随着时效温度提高呈现下降趋势,且在相同时效温度下钎料Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头抗拉强度均高于Sn-0.7Cu;随着时效温度提高,Sn-0.7Cu和Sn-0.7Cu-0.05Fe钎料钎焊接头断口形貌主要由韧窝和河流解理花样组成,接头的断裂机制随时效温度的升高由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂。     

时效温度对Sn-0.7Cu-xFe钎焊接头可靠性的影响

研究了时效温度对钎料Sn-0.7Cu及Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头微观组织和接头拉伸强度及断口形貌的影响规律。结果表明:随着时效温度提高,焊点组织粗化,钎料中Cu_6Sn_5化合物形貌由针状向棒状转变,且长大趋势较明显,Fe颗粒的添加可以延缓时效过程中Sn-0.7Cu-x Fe接头微观组织中Cu_6Sn_5的粗化程度;钎焊接头抗拉强度随着时效温度提高呈现下降趋势,且在相同时效温度下钎料Sn-0.7Cu-0.05Fe钎焊接头抗拉强度均高于Sn-0.7Cu;随着时效温度提高,Sn-0.7Cu和Sn-0.7Cu-0.05Fe钎料钎焊接头断口形貌主要由韧窝和河流解理花样组成,接头的断裂机制随时效温度的升高由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂。     

镓对AgCuZn钎料组织和性能的影响

研究了不同镓含量银钎料的熔化温度、铺展性能、钎缝力学性能以及钎料的显微组织变化规律.结果表明,随银钎料中Ga元素含量的增加,钎料的熔化温度降低,铺展性能改善,且显微组织有明显改变.分别以紫铜、黄铜为母材,采用火焰钎焊方法,采用对接和搭接接头形式进行钎焊,研究了钎焊接头的力学性能.除黄铜对接外,其它形式的接头断裂位置均在母材上,说明含镓银钎料的力学性能优良;对于黄铜对接接头来说,钎焊接头的抗拉强度随银钎料中镓含量的增加而逐渐增大,当镓含量为3%时,钎料的综合性能最好.     

银基钎料锡电镀层的界面特征分析

以BAg50CuZn钎料为基体,采用硫酸盐镀液体系在其表面电镀锡,经热扩散处理制备了镀锡银钎料。借助扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射分析仪等手段分析银基钎料锡电镀层的表界面形貌、化学元素组成、界面物相,并对其表面和界面化学元素进行线扫描和面扫描分析。结果表明:锡电镀层结晶晶粒呈现明显的(101)、(112)结晶取向,晶体生长方式为"向上生长"+"侧向生长"混合模式;基体钎料与锡电镀层结合紧密,经热扩散处理二者之间发生了互扩散作用,形成扩散界面区。在扩散界面区,镀层中的Sn元素与钎料中的Cu、Ag元素形成了Cu_3Sn相和Ag_3Sn相。Sn元素在银基钎料锡电镀层中分布均匀、无偏析现象。电镀锡银钎料扩散界面区主要存在Ag相、Cu相、Cu Zn相、Ag_3Sn相、Cu_3Sn相,其中Ag相、Cu相、Cu Zn相来自基体钎料。银基钎料锡电镀层的结合界面是化合物型形式。     

退火时间对BAg45CuZn钎料组织和性能的影响

以制冷、工具等行业常用钎料BAg45CuZn为对象,分析了退火时间对其组织和性能的影响。结果表明:BAg45CuZn钎料合金主要相组成为Cu(铜固溶体)、Ag(银固溶体)、Ag-Zn、Cu-Zn化合物;在580 ℃保温不同时间,钎料的组成相并未发生变化,而各相的比例和形态发生部分改变;其中以共晶组织尤为明显,随着保温时间的延长,其由细小的共晶组织转变为粗大的共晶组织;共晶组织中Cu-Zn、Ag-Zn化合物的硬度较高,致使整个基体的显微硬度明显提高,脆性增大,钎料加工性能变差;580 ℃保温不同时间钎料流铺性和接头强度均发生明显变化,对钎焊工艺性造成较大影响。     

Ti(C,N)基金属陶瓷与45号钢火焰钎焊试验研究

在火焰钎焊条件下 ,采用铜基、银基钎料对 Ti(C,N)基金属陶瓷与 4 5号钢进行钎焊试验。通过观察和分析钎焊接头的结合情况及剪切试验 ,表明 Ti(C,N)基金属陶瓷具有较好的钎焊性 ;火焰钎焊条件下 ,以 H 6 2为钎料的接头的平均剪切强度为37MPa,以 BAg10 Cu Zn为钎料的接头的剪切强度达 114 MPa,以 BCu Zn Mn为钎料的接头的平均剪切强度为 4 9MPa     

Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料性能与显微组织

通过对Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料的钎焊试验发现:单独添加Ga或In元素时,Ga,In元素的添加量分别控制在3%,1.5%(质量分数)左右最佳;复合添加Ga与In元素时,Ag-Cu-Zn-Sn-3Ga-2In的力学性能最佳.对钎焊接头拉伸断口进行分析结果表明,Ag-Cu-Zn-Sn-3Ga-2In接头断口具备明显韧性断裂特征.当In元素添加量超过2%时,对钎焊接头强度的影响趋于平缓,但是断口已具有明显的解理形貌.Ga,In元素在钎料基体中分布均匀,无明显偏析现象,但是Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料基体组织呈现明显的"骨架"状特征.     

BAg17CuZnSn-xCe钎料组织及性能分析

通过向BAg17CuZnSn钎料中添加微量的稀土元素Ce，研究了微量Ce元素的添加对低银钎料组织及焊接性能的影响.结果表明，当Ce元素质量分数为0.15%时，BAg17CuZnSn-0.15钎料在黄铜和不锈钢母材表面铺展面积较BAg17CuZnSn钎料分别提高了12.1%和37.4%，钎焊接头的抗剪强度达到最大值340.2 MPa.随着Ce元素的添加，钎料的自腐蚀电位逐渐正移，钎料的耐腐蚀性能得到提升.Ce元素对BAg17CuZnSn-xCe钎料基体中的CuZn化合物相有明显的细化作用，当Ce元素质量分数为0.15%时，钎料组织最为细小、均匀.但是当Ce元素质量分数达到0.5%时，钎料中出现了Ce-Sn化合物相.     

锡镀层对BAg50CuZn钎料性能的影响

以BAg50CuZn钎料为研究对象,在其表面电镀锡,借助扫描电镜(SEM)观察锡镀层的表面形貌,采用差热分析仪(differential scanning calorimetry,DSC)和润湿试验炉分析锡镀层对合金钎料熔化温度和润湿性能的影响,并对镀覆锡后合金钎料的成分进行了讨论.结果表明,随着钎料表面镀覆Sn元素含量增加,合金钎料的DSC吸热峰向左偏移、熔化温度降低,钎料的润湿铺展性能呈上升趋势.在镀覆Sn元素含量为4.8%(质量分数)时,合金钎料表面锡镀层平整、致密,钎料的铺展面积最大,为236 mm2.镀覆元素Sn后的钎料中,Ag,Cu,Zn元素含量均减少,元素含量降低幅度大小顺序依次为Cu,Ag,Zn.     

工艺条件对 BAg50 CuZn 钎料表面电镀锡溶液电阻的影响

采用硫酸盐系电解液在BAg50CuZn钎料表面电镀Sn,考察了电流密度、镀液温度、阴阳极间距、超声波功率及超声波频率对AgCuZn钎料电镀锡溶液电阻的影响,得出了较佳的工艺条件,并对该条件下制备的锡电镀层的微观表面形貌进行了观察。结果表明,施镀时间一定时,随着电流密度或超声波频率的增大,溶液电阻逐渐增大;阴阳极间距增大时,溶液电阻呈现先减小、后增大的趋势。在较佳工艺条件下施镀,可获得表面平整、致密的Sn电镀层。     

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。     

低熔合金粉末对药芯银钎料钎焊过程的影响

为克服高锡含量的AgCuZnSn钎料因脆性大而难以加工成形的问题,借鉴药芯焊丝的理念,设计了添加CuSn合金粉粉芯的复合药芯银钎料,研究了粉芯中添加质量分数30%～70%Cu60Sn40合金粉对药芯银钎料的润湿性、紫铜/Q235钢钎焊接头组织、界面显微硬度及抗拉强度的影响。结果表明,钎焊过程中芯部CuSn合金粉和外层BAg30CuZnSn原位反应合成高锡含量的AgCuZnSn钎料,获得了成分均匀,结合良好的接头。随着药芯粉芯中合金粉含量的升高,复合药芯银钎料在紫铜板及Q235钢板上的润湿面积不断增大,Cu/Q235钢钎焊接头显微硬度不断升高,抗拉强度呈现先升高后降低的趋势。当药芯粉芯中CuSn合金粉的质量分数为30%时,Cu/Q235钢钎焊接头的抗拉强度取得最大值(198.91 MPa),提高了23.4%。