钎焊及其设备

SnPb钎料与Au／Ni／Cu焊盘反应过程中Au的分布；金属／陶瓷发热体直接钎焊接头的应力分析；钎焊温度对TC4与Ti3Al—Nb合金钎焊接头组织的影响；SiC陶瓷与Ti合金的（Ag—Cu—Ti）-W复合钎焊接头组织结构研究；采用多层钎焊维修损坏的部件或工具；无铅波峰焊Sn—Bi—Ag—Cu钎料焊点剥离机制。[编者按]     

Al2O3陶瓷活性连接用AgCuInTi合金钎料性能

通过在Ag-26Cu-5Ti钎料中添加21. 5%In,设计开发了一种新型Ag Cu In Ti合金钎料,用于实现Al2O3陶瓷与无氧铜的活性连接,同时改善流动性,提高活性。对钎料的固液相温度与润湿铺展性能进行分析,并测试了Al_2O_3/Ag Cu In Ti/Cu试验件抗拉强度和气密性。通过金相显微镜、扫描电子显微镜观察试验件微观界面组织,进一步探究Ag Cu In Ti合金钎料的活性连接反应机理。结果表明,Ag Cu In Ti合金钎料在750℃实现了对陶瓷和金属的真空活性连,降低了钎焊温度,满足分级钎焊和补焊的需求,且形成结合紧密的反应界面,证明其对陶瓷具有良好的润湿性;钎焊过程中合金钎料中的Ti元素向Al_2O_3陶瓷界面富集,形成多个界面产物,而合金钎料中Ag元素、Cu元素、In元素与无氧铜发生溶解扩散,生成新的化合物相,最终实现陶瓷与金属的冶金结合。     

采用复合钎料钎焊Si3N4陶瓷

采用TiN／Ag—Cu—Ti复合钎料连接Si3N4陶瓷材料，采用扫描电镜观察了接头组织。TiN颗粒与Ag—cu组织结合紧密，并未与钎料基体进行反应，在钎缝中分布比较均匀，形成了局部金属基复合材料组织。由于颗粒与液态钎料之间能够形成较强的毛细作用，提高了活性元素Ti扩散的能力，Ti元素能够充分扩散到钎料与母材的界面上进行反应，生成一层致密的反应层。接头抗剪强度表明，在一定范围内，采用复合钎料可以明显提高接头强度。     

钎料对TiC陶瓷/铸铁钎缝处剪应力的影响

采用有限元数值模拟方法研究了采用不同钎料对冷却过程中TiC陶瓷／铸铁焊缝处剪应力的影响。结果表明，无论采用Ni基钎料、Ti基钎料还是他基钎料，剪应力均主要集中在TiC陶瓷／铸铁的钎缝端点上。当采用Ni基和Ag基钎料时，剪应力的最大值出现在钎料／TiC陶瓷界而；而采用Ti基钎料时，剪应力的最大值出现在铸铁／钎料界面。当采用Ni基和Ti基钉料时，冷却到室温的钎缝最大剪应力值较大，因此接头的连接强度较低；当采用Ag基钎料时，冷却到室温的钎缝最大剪应力值较小，因此接头的连接强度较高。     

Sn-Ag-Cu-Ce无铅钎料合金体系的热力学计算及预测

利用周模型对Sn—Ag—Cu—Ce无铅钎料合金体系进行了热力学计算预测。热力学计算结果表明，Ag、Cu含量(质量分数)分别为0．5％-4．5％时，当Ce的含量(质量分数)超过0．05％时，体系达到化学平衡状态；当Ce的含量(质量分数)达到0．6％左右时，Sn、Ag、Cu分别都出现了“等活度系数”现象。这一研究结果可为无铅钎料合金的成分设计提供理论指导。     

陶瓷颗粒增强复合钎料的机械合金制备方法

涉及一种用于精细陶瓷材料连接的复合钎料的制备方法。其特征方法为：①按质量百分比称取钎料基体，其中Ag粉占65％～79％，Cu粉占22％～35％，Ti粉占3％～10％；②称取占钎料基体体积3％～25％的陶瓷颗粒，陶瓷颗粒的直径为1～10μm；③将称量好的Ag粉、Cu粉、陶瓷颗粒和Ti粉的混合粉末混合均匀放入行星球磨机中进行机械球磨，磨球直径为2～10mm，球料比为10：1～15：1，球磨机转数为320～400r／min，真空度为0.1～5Pa，每5～10min球磨机转换一次转动方向，机械球磨时间为2～7h。本发明具有钎料基体与陶瓷颗粒之间结合良好、钎料最终的力学性能及钎焊接头整体性能优良的特点。     

低银活性钎料钎接95% Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33的研究

针对预金属化法钎接陶瓷与金属工艺复杂以及钎料含银量高问题,设计制备出AgCuSnInTiNi活性钎料箔,并用之对95%Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33实施真空钎接,分析了接头组织和性能,研究了钎料中钛含量对接头组织和性能的影响。结果表明,随着钛含量的增加,钎料熔点升高,铺展性明显改善,AgCuSnInTiNi钎料可实现95%Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33的有效连接,形成的钎接接头饱满,无裂纹、溶蚀等缺陷。钎缝组织均匀致密,主要由(Ag),(Cu)及分布于晶界的Cu_2Ti,AgTi化合物组成。由于钎接过程中合金中的Fe,Ni元素溶解,在钎缝与可伐合金的结合界面有少量Fe_2Ti,Ni_3Ti脆性化合物产生。在钎缝与陶瓷的结合界面存在厚约10μm的Ti_3Cu_3O,TiO,TiAl_3反应层,达成陶瓷与钎缝的连接。随着Ti含量增加,钎料与母材反应充分,钎缝组织细化,成分均匀,接头剪切强度增大。但当钛含量大于6%时,接头化合物增多,性能有下降趋势。在钎接温度870℃、保温时间5min、真空度为2.0×10-2Pa条件下,应用Ag42Cu45.8Sn4In2Ti6Ni0.2钎料钎接95%Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33,形成接头的剪切强度达到107MPa。     

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。     

Si3N4/AgCu/TiAl钎焊接头界面结构及性能

采用AgCu非活性钎料实现了Si3N4陶瓷与TiAl基合金的钎焊,确定接头的典型界面组织结构为:TiAl/Ti3Al+Ti(s,s)/AlCuTi/Ag(s,s)+AlCu2Ti/Ti5Si3+TiN/Si3N4陶瓷。钎焊过程中,活性元素Ti从TiAl母材溶解到钎料中与Si3N4陶瓷发生反应润湿,实现了TiAl与Si3N4陶瓷的连接。随着钎焊温度的升高及保温时间的延长,靠近Si3N4陶瓷的TiN反应层厚度增加,Ag基固溶体中弥散分布的AlCu2Ti化合物聚集长大成块状,导致接头性能下降。当钎焊温度T=860℃,保温时间为5min时接头抗剪强度达到最大值124.6MPa。基于反应热力学及动力学计算TiN层反应激活能Q约为528.7kJ/mol,860℃时该层的成长系数KP=2.7×10-7m/s1/2。     

钎焊及其设备

LD31铝合金电刷镀SnPb钎料合金软钎焊；Ti对金属间化合物增强陶瓷钎焊接头组织与性能的影响；半导体激光焊接系统的特点及萁在无铅软钎焊中的应用；锌铝合金钎焊接头组织结构研究；Sn-3．5Ag 0．6Cu合金对铜引线的钎焊性研究。     

AgCuTi合金钎焊单层立方氮化硼砂轮

为研制我国新一代单层钎焊CBN(立方氮化硼 )磨料砂轮 ,尝试Ni-Cr和Ag -Cu-Ti两种活性钎料 ,在真空炉中钎焊。试验结果表明 ,Ni-Cr合金钎料对CBN磨料不浸润 ,钎焊后CBN磨料全部脱落 ;而Ag -Cu -Ti合金钎料对CBN则表现出良好的浸润性并将CBN牢牢钎焊住。借助扫描电镜、X射线能谱和X射线衍射对界面微区组织的分析研究表明 ,钎焊过程中Ag -Cu -Ti合金钎料中的Ti向CBN磨料界面富集 ,并与CBN磨料表面的N和B元素反应生成TiN和TiB ,这是实现Ag -Cu -Ti合金钎料与CBN磨料高结合强度的关键因素。断口形貌的分析研究表明 ,CBN与Ag -Cu -Ti合金钎料间的断口发生在Ag -Cu -Ti合金钎料层 ,说明CBN磨料与Ag -Cu -Ti合金钎料的结合强度已超过了Ag-Cu -Ti合金钎料本身强度。最后将研制出的单层钎焊CBN磨料砂轮与传统电镀CBN砂轮进行了重负荷磨削对比试验 ,钎焊砂轮表现出明显的优势     

立方氮化硼钎焊制备磨料砂轮的工艺及性能研究

利用Ag-Cu-Ti活性钎料在真空炉中钎焊,制备了单层钎焊CBN(立方氮化硼)磨料砂轮。实验结果表明,Ag-Cu-Ti合金钎料对立方氮化硼表现出良好的浸润性,并将立方氮化硼牢牢钎焊住。扫描电镜、X-射线能谱和X-射线衍射对界面微区组织的分析研究表明,钎焊过程中Ag-Cu-Ti合金钎料中的Ti向立方氮化硼磨粒界面富集,并与立方氮化硼磨料表面的N和B元素发生反应生成TiN和TiB2。     

陶瓷/AgCuTi/不锈钢钎焊连接界面组织与结构

采用Ag-Cu-Ti钎料对日用陶瓷与1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了钎焊连接.用扫描电镜、能谱仪以及X射线衍射仪对接头的微观组织形貌、特征点的成分以及钎焊接头的物相等进行了分析研究.结果表明,接头界面处形成了多种化合物,包括TiO,TiSi_2,Ti_5Si_3和Fe_2Ti.当温度为850℃,保温时间为5 min时,接头界面结构为1Cr18Ni9Ti不锈钢/Fe_2Ti/Ag[s,s]+Cu[s,s]+Fe_2TiO+Ti_5Si_3+TiSi_2/陶瓷.当钎焊温度较高或保温时间较长时,界面反应层厚度增加,界面中基体相Ag[s,s],Cu[s,s]所占比例显著减小.

Abstract：

Domestic ceramics and lCrl8Ni9Ti stainless steel were brazed using Ag-Cu-Ti filler metal. Microstructure, the component of characteristic points and the phases of brazing joints were studied by scanning electronic microscopy ( SEM) , energy distribution spectrometer (EDS) and x-ray diffraction (XRD). The results show that several kinds of intermetallics such as TiO_2, TiO, TiSi_2 , Ti_5 Si_3 and Fe_2 Ti were formed. The interfacial structure of joints is 1Cr18Ni9Ti stainless steel/Fez Ti/Ag[ s, s] + Cu[s,s] + Fe_2Ti/TiO_2 + TiO + Ti_5Si_3 + TiSi_2/ceramics when brazing temperature and time are 850 ℃ and 5min, respectively. The depth of interfacial reactive layer increases and the ratio of matrix phase Ag [ s, s ], Cu [ s, s ] which are in the middle of interface reduces evidently as brazing temperature is very high or holding time is very long.     

Active metal brazing of zirconia

Active metal brazing is a well-established technique for the joining of ceramics to themselves and to metals. Extensive studies have been reported in the literature which examine the interfacial reactions and thermodynamics occurring between the braze alloy and ceramic.In this work, the interactions between Ag–Cu–Ti based braze alloys and partially stabilised zirconia have been examined. During brazing, the active element (titanium) reacts with the zirconia, depleting the surface region of oxygen. This manifests itself as a discolouration — darkening the zirconia. This phenomenon and how it affects the properties of zirconia forms the basis of this work.     

合金元素对Ti-Ni-Cu系钎料性能的影响

本实验设计一系列不同成分的Ti-Ni-Cu系钎料,研究合金元素B、Si、Zr等对钎料非晶形成能力和性能的影响.结果表明:微量B、Si元素均能显著改善Ti-Ni-Cu系钎料对Si3N4陶瓷的润湿性;在相同试验条件下,添加0.2%B的Ti40Ni15Cu钎料铺展面积最大;不含zr元素的Ti-Ni-Cu系钎料合金的非晶形成能力均很差.本实验设计的Ti40Zr20Ni20CuB0.2、Ti40Zr20Ni25CuB0.2两种钎料既具有良好的润湿性,又具有良好的非晶形成能力;与Ti40Zr25Ni15Cu非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷的接头相比,Ti40Zr20Ni20CuB0.2、Ti40Zr20Ni25CuB0.2非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷接头的室温强度变化不大,但高温强度有明显提高.     

SiC陶瓷与TiAI合金的真空钎焊

采用Ag-Cu-Ti钎料对常压烧结的SiC陶瓷与TiAl金属间化合物进行了真空钎焊,并对接头的微观组织和室温强度进行了研究。结果表明,利用Ag-Cu-Ti钎料可以实现SiC与TiAl的连接;接头界面具有明显的层状结构,即由Ti-Cu-Si合金层、富Cu相与富Ag相的双相层和Ti-Al-Cu合金层组成;在1173K和10min的钎焊条件下,接头室温剪切强度达到173MPa。     

Brazing of sensitive elements for pressure transducers with the ‘silicon on sapphire’ structure

Results of investigation into the composition and microhardness of the joining layer of VT6 titanium alloy (Ti–6Al–4V) with sapphire (Al₂O₂), produced by standard brazing with the Psr 72 (72Ag–28Cu) brazing alloy and also CTEMET amorphous brazing alloy are presented.     

Ag-Cu-Ti合金制备技术及钎焊应用综述

介绍了Ag-Cu-Ti活性钎料的主要制备方法,常用的Ag-Cu-Ti活性钎料及熔化温度,Ag-Cu-Ti钎料钎焊各种陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属,Ag-Cu-Ti活性钎料钎焊金刚石、石墨、玻璃、立方氮化硼、复合材料的应用研究进展及Ag-Cu-Ti活性钎料的改性研究。     

Ag-Cu-Sn-In中温焊膏的性能与初步应用试验

采用氮气雾化法将Ag-22.4Cu-15Sn-5In焊料制成粉体,利用丙烯酸酯类化合物为载体将其调配成膏状焊料。应用试验表明,所配制的新型焊膏易于涂布,焊接性能良好,焊后残渣少,无需再清洗。该新型焊膏能进行可伐与钨铜、可伐与陶瓷等材料的焊接,有着广阔的应用前景。钎焊界面分析发现,钎料主要是由富Ag相,少量Cu7In4相、Cu39Sn11相以及Cu3Sn相组成。在钎焊过程中,镍基板上的镍与钎料中的元素铜存在元素扩散,这对改善钎料与基体之间的结合状况是有益的。