Ag-Cu-Ti活性钎料真空钎焊钨、石墨与铜的研究

研究了Ag-Cu-Ti活性钎料高真空钎焊钨与铜与石墨与铜，结果表明，钎焊钨与铜时可获得接近母材铜强度的接头，剪切断裂发生在铜与Ag-Cu-Ti之间的扩散层中，钎焊石墨与铜时接头最大强度为32MPa，剪切断裂主要发生在近石墨与钎缝金属界面的石墨中，高强度结合界面是通过活性元素Ti向钨或石墨扩散并与之反应而形成的。     

Al_2O_3陶瓷与Q235钢的活性钎焊

采用二元Cu-Ti活性钎料连接氧化铝陶瓷与Q235钢,研究了反应温度、保温时间等钎焊工艺对接头组织与接头强度的影响,分析了接头的微观组织和界面产物。试验结果表明,界面分为3层结构,即液态钎料填充陶瓷微孔形成的反应层、合金钎料层、钢侧扩散层。XRD分析结果表明,界面产物为Cu3Ti3O、TiFe、TiFe2和Cu基固溶体。钎焊温度1050℃,保温时间30min时,接头抗剪强度达到99.3MPa。     

TC4钛合金喷嘴真空钎焊工艺研究

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料实现了TC4钛合金喷嘴的真空钎焊,分析了不同焊接参数对接头抗拉强度的影响,并借助扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等方法研究了钎焊接头界面结构,确定了界面反应产物及其形态分布。研究结果表明,在界面反应层中生成四种产物：灰白色块状Ti和Al的化合物相,深灰色Ti基固溶体相,以及由Ti基固溶体和脆性化合物构成灰白色突起相和浅灰色骨架相。随着钎焊温度和加热时间的增加,接头抗拉强度呈现先增大再降低的趋势,当钎焊温度为940℃和保温时间为15min时,获得最大抗拉强度为412MPa的钎焊接头。     

Al2O3/Cu-Ti-Zr/Nb钎焊研究

使用Cu-Ti-Zr钎料对Al2O3/Nb进行了钎焊试验。通过扫描电镜、能谱、X射线衍射分析了界面形貌、元素分布,并对反应相进行了判定。Cu70Ti25Zr5钎料在1293K、10min条件下界面产生了3种新相Cu2Ti4O、Ti固溶体、CuTi,界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O/Ti固溶体/CuTi/Cu固溶体+CuTi。采用拉剪试验评定了强度,结果证实1293K、10min,使用Cu70Ti25Zr5钎料的接头强度最高达到162MPa,增加或减少Ti的质量分数以及改变保温时间都会使接头抗剪强度下降。     

SiCf/SiC复合材料与镍基高温合金钎焊接头的组织及性能

针对新型耐高温复合材料(SiCf/SiC)的加工性差的问题,采用AuCuTi/Mo/AuCuTi复合钎料对其与镍基高温合金进行钎焊研究.通过探究不同温度下的接头力学性能及组织演变规律,对界面反应和应力缓释机理进行分析.在1 050℃C/10 min的工艺参数下,接头室温剪切强度最高达到79 MPa.接头典型的界面结构为GH536/(Ni,Cr,Mo,Fe)+TiNi3+Ti2Ni+AuCuI/TiNi3+Ti2Ni+TiNi+AuCuI/σ/Mo/Mo4.8Si3C0.6/Ti5Si3Cx/Ti5Si3Cx+TiC+AuCuI/Ti3SiC2/SiCf/SiC.当温度较低时,界面反应程度较低,因此陶瓷/钎料异质界面难以形成连续的Ti5Si3Cx+TiC连接层;而当钎焊温度增加到1 050℃C时,异质界面处开始形成厚度约为3 μm的Ti3SiC2,从而实现有效地连接.当温度继续升高到1 100℃时,Cr元素在Mo箔中的扩散程度增加,并在陶瓷/钎料异质界面处发生富集.而此时过厚的界面反应层(10 μm)则是引起接头剪切降低的主要原因.使用该钎焊体系有助于阻碍母材之间的剧烈反应以及缓解接头的热应力,在一定程度上改善了 SiCf/SiC在实际应用中的加工困难问题.     

Al_2O_3Cu-Ti-Zr/Nb钎焊研究

使用Cu Ti Zr钎料对Al2 O3 Nb进行了钎焊试验。通过扫描电镜、能谱、X射线衍射分析了界面形貌、元素分布 ,并对反应相进行了判定。Cu70 Ti2 5 Zr5 钎料在 12 93K、10min条件下界面产生了 3种新相 :Cu2 Ti4O、Ti固溶体、CuTi,界面结构为Al2 O3 Cu2 Ti4O Ti固溶体 CuTi Cu固溶体 +CuTi。采用拉剪试验评定了强度 ,结果证实12 93K、10min ,使用Cu70 Ti2 5 Zr5 钎料的接头强度最高达到 16 2MPa ,增加或减少Ti的质量分数以及改变保温时间都会使接头抗剪强度下降。     

BNi7镍基钎料真空钎焊316L不锈钢接头钎缝的显微组织和显微硬度

采用BNi7镍基钎料真空钎焊316L不锈钢,通过光学显微镜、扫描电镜及其附带的能谱仪、显微硬度计研究了钎焊间隙和保温时间对钎焊接头钎缝显微组织、元素分布及显微硬度的影响。结果表明:316L不锈钢接头钎缝钎缝主要由镍-铁基固溶体和金属间化合物组成;金属间化合物含量随钎焊间隙的增大而减少,随钎焊保温时间的延长而降低,当两者分别达到40μm和60min时,钎缝金属间化合物含量最少,显微硬度分布较为均匀。     

ZrO2陶瓷与钛合金非晶钎焊

由于陶瓷的线膨胀系数与金属的线膨胀系数相差很大,因此在通过焊接连接陶瓷与金属时,热作用势必会在接头区域会产生幅值较大的残余应力,进而降低接头的力学性能,严重时甚至会导致连接陶瓷接头的断裂。这使得陶瓷与金属的连接是一个广受关注但又未能得到很好解决的科学问题。采用非晶钎料实现ZrO2陶瓷与Ti-6Al-4V合金的钎焊连接,研究焊接工艺参数对接头的组织与性能的影响。结果表明接头界面组织结构为ZrO2陶瓷/Cu2Ti4O+(Ti,Zr)2Cu/TiO+Ti2O/CuTi2+(Ti,Zr)2Cu/ CuTi2/Ti-6Al-4V合金。钎焊温度、保温时间和冷却速度对界面组织结构有最大的影响,主要体现在反应层的厚度和脆性(Ti,Zr)2Cu相的变化。接头的剪切强度随钎焊温度、加热时间和冷却速度的增加而降低。最佳工艺参数为焊温度1 173 K,保温时间10 min,冷却速度5 K/min,其钎焊接头剪切强度可以达到165 MPa。     

填充泡沫Ti/AlSiMg复合钎料的70% SiCp/Al复合材料钎焊接头组织性能研究

针对高体积分数SiC_p/Al复合材料加工性差的问题,填充泡沫Ti/AlSiMg复合钎料对70%SiC_p/Al复合材料进行了钎焊,探索了钎焊温度、保温时间和焊接压力对接头组织和性能的影响。在700℃、60 min和10 MPa条件下钎焊所得接头剪切强度最高,其值为119 MPa,断裂发生在复合材料上,断口中大量的韧窝显示出韧性断裂特征。研究结果表明,温度不低于650℃时可获得Ti₇Al₅Si₁₂界面层及其原位增强的钎缝。保温时间对接头组织结构具有一定的影响,在700℃下焊接且保温时间不少于60 min时,界面处优先生成连续的Ti₇Al₅Si₁₂化合物界面层,再生成Ti(Al,Si)₃化合物,随着时间的延长,Ti₇Al₅Si₁₂化合物有破碎、疏松的倾向,保温时间为60min时所得接头剪切强度最高,其接头组织结构为“复合材料/Ti<...     

Ti-6Al-4V真空钎焊研究

针对目前用于Ti合金钎焊的Ti基钎料熔点偏高的现状，设计了Ti-Zr-Cu-Ni钎料，结果 表明，接头强度较高，因钎焊温度较低母材基本上保留了原始组织。同时还证明Ti-Zr-Cu钎料大幅度增加Cu的质量分数易造成钎缝中心区域生成连续分布的Ti2Cu+TiCu，严重影响接头强度。     

采用(Ti/Ni/Cu)_f多层箔钎焊C/C复合材料与TiAl合金

采用(Ti/Ni/Cu)_f多层箔状钎料进行C/C复合材料与TiAl合金的钎焊,实现了良好的界面结合,保证了接头的高温力学性能。研究结果表明:钎焊过程中,首先在Ti/Ni界面处接触反应形成低熔共晶液相,Cu元素的溶解促进了钎料的完全熔化和扩散,接头组织一般为C/C/TiC/Al_2(Cu,Ni)Ti_3C/Ti(Cu,Ni)+Al(Cu,Ni)_2Ti/Al(Cu,Ni)Ti+Ti_3Al/TiAl,Ti(Cu,Ni)基体相和球状弥散分布的Al(Cu,Ni)_2Ti相是钎缝的主要组成部分。当钎焊温度较低或者保温时间较短时,由于钎缝中生成了大量的脆性Ti2Ni相,降低了接头的力学性能;当钎焊温度较高或保温时间较长时,C/C复合材料母材界面处开裂,且TiC层从母材脱落,也削弱了接头的抗剪强度。当钎焊温度为980℃,保温时间为10 min时,C/C复合材料与TiAl合金的接头室温抗剪强度达到最大值18 MPa,600℃时接头的高温抗剪强度达到22 MPa。     

TiAl/40Cr感应钎焊接头界面结构及力学性能分析

以Ag-Cu-Ti为钎料对TiAl与40Cr进行了感应钎焊试验。采用扫描电镜、电子探针和X射线能谱分析仪等分析测试手段对界面组织及生成相进行了分析;测试了接头的抗拉强度及界面生成相的显微硬度。结果表明,钎缝处出现了Ti Al3、Ag[s,s]、Ti(Cu,Al)2三种反应相,当钎焊温度为1 143~1 183 K时, 接头的界面结构为TiAl/ TiAl3 /TiAl3 + Ag[s,s]/ Ti(Cu,Al)2 + Ag[s,s] / Ag[s,s] + Ag-Cu共晶相/ 40Cr;当钎焊温度为1 223 K时,接头的界面结构为TiAl / Ti(Cu,Al)2+少量Ag[s,s]/ Ag[s,s] + Ag-Cu共晶相/ 40Cr。在试验所选的工艺参数范围内,最佳规范为连接温度为1 143 K,保温时间为5 min,此时接头的抗拉强度达到267 Mpa。     

焊接间隙对不锈钢钎焊缝性能的影响

文中采用BNi-2钎料（BNi82CrSiB）对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了真空钎焊,钎焊后对样件进行了拉力试验,并使用扫描电镜对接头组织进行了分析,以研究焊接间隙对钎焊缝性能的影响。研究结果表明,接头组织基本由固溶体、金属间化合物及母材近焊缝区域附近的网状组织组成。随着钎缝间隙的增大,钎缝的组织会出现大量的金属间化合物,钎焊接头的综合性能会随之下降,钎缝的强度也随着钎缝间隙的增大呈现明显的下降趋势。     

CuO辅助Ag_(72)Cu_(28)共晶钎料在大气环境中实现Al_2O_3陶瓷钎焊的界面反应

采用CuO辅助Ag_(72)Cu_(28)共晶钎料的方法,在大气环境中实现了Al_2O_3陶瓷的钎焊,研究了钎焊接头的剪切强度、微观形貌以及界面反应产物和界面反应机理。结果表明:该方法可以得到结合良好的Al_2O_3陶瓷接头;在钎焊温度为1 050℃、保温时间为10min、CuO质量分数为10%的条件下进行钎焊时,接头的剪切强度最高,为39.04 MPa;在钎焊过程中,由于陶瓷表面CuO的存在使熔融铜向陶瓷表面富集并发生反应,从而实现钎料的润湿和铺展;在钎焊接头中可见清晰的界面过渡层,界面反应产物主要为CuAl_2O_4及CuAlO_2相。     

砂盘制造工艺及磨削性能研究

采用铜基钎料ＨＬ８０１ 和银基钎料ＨＬ３０４ 进行了砂盘制造工艺研究,通过测量磨粒与基体间的剪切强度来评价二者的结合强度,并由此获得两种钎料的最佳钎焊工艺参数。在最佳钎焊工艺参数条件下分别采用两种钎料制备的砂盘样品对石材进行磨削试验,结果表明两种钎料制备的砂盘均具有良好的磨削性能。     

Cu颗粒增强复合钎料钎焊接头的蠕变断裂及强化机理

测定不同应力和温度下Cu颗粒增强复合钎料及基体钎料钎焊接头蠕变寿命,分析Cu颗粒增强复合钎料及其基体钎料63Sn37Pb钎焊接头蠕变断裂机理。结果表明：Cu颗粒增强复合钎料钎焊接头蠕变寿命优于基体钎料。Cu颗粒表面金属间化合物形成及Cu颗粒对富Pb层阻碍作用是复合钎料钎焊接头蠕变性能改善的主要因素。钎焊接头铜基板上一薄层富Pb相的形成是蠕变裂纹产生的根源。     

钎焊温度对YG8硬质合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢钎焊接头组织与力学性能的影响

以L304银焊片为钎料,对YG8硬质合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢进行高温氩气保护钎焊,通过显微组织观察、能谱分析、硬度测试、室温剪切试验等,研究了钎焊温度对钎焊接头组织及力学性能的影响。结果表明:随着钎焊温度的升高,接头焊缝的组织更加均匀致密,钎料逐渐熔化且充分填充焊缝,钎焊质量变好,但当钎焊温度高于920℃时,钎焊接头出现过热现象,组织粗大,钎焊质量变差;随着钎焊温度的升高,钎焊接头的剪切强度和显微硬度均呈先增大后减小的趋势;当钎焊温度为910℃时,钎焊接头的剪切强度为147.5MPa,显微硬度为194HV,钎焊接头的综合力学性能最好。     

镀镍与镀铜对SiC_p/6063Al复合材料真空钎焊接头剪切强度的影响

采用表面金属化工艺在60%SiCp/6063Al复合材料表面制备镀铜层和镀镍层,然后对表面金属化处理前的复合材料进行真空加压钎焊,研究了镀镍和镀铜对复合材料钎焊接头剪切强度的影响。结果表明:复合材料表面镀层均与基体紧密结合;在570℃的钎焊温度下,随着保温时间延长,钎焊接头的剪切强度逐步增大;与表面镀镍及未镀金属的相比,表面镀铜复合材料接头的剪切强度更高,接头的剪切强度最高可达55.4 MPa,且其剪切断裂发生在钎料层和复合材料内部;镀镍会降低接头的剪切强度。     

钎料中钯含量对氮化硅陶瓷与40CrMo钢接头组织和性能的影响

采用不同钯含量的Ag-Cu-Ti-Pd活性钎料真空钎焊连接Si3N4陶瓷与40CrMo钢,对其接头组织与性能进行了研究.结果表明:钎焊过程中,钎料中的活性元素钛与钎料两侧的母材反应分别在陶瓷/钎料和钢/钎料界面形成了TiN Ti5Si3及Fe-Ti化合物反应层;随着钎料中钯含量(原子分数)由5%提高到20%,接头中反应层的厚度和反应产物的分布发生了变化,接头的连接强度呈现出先增大后降低的趋势.     

YG8硬质合金与42CrMo钢的真空钎焊连接

用自行研制的CuMnNi钎料对YG8硬质合金与42CrMo钢在不同钎焊温度、不同钎缝宽度下进行了真空钎焊工艺试验;用SEM、EPMA、EDS、润湿角测量仪和电子万能试验机等分析测试了焊接接头的显微组织、润湿角和三点弯曲强度.结果表明:该钎料对两种母材均具有良好的润湿性,最佳钎焊温度为1 030℃;在1 030℃下钎焊,钎缝宽度为0.3 min时,可获得最高的接头抗弯强度510 MPa;在钎缝区存在铁、钴、镍等元素的长程扩散,并在钎缝界面处形成以FeCoNi为基的单相固溶体,有利于接头的冶金结合,提高其力学性能.