Ag-Cu钎料钎焊ZTA陶瓷与TC4钛合金

使用Ag-Cu钎料钎焊ZTA陶瓷与TC4钛合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等设备分析了钎焊接头界面组织,阐明了反应机理,并研究了钎焊温度对接头界面组织和力学性能的影响. 结果表明,钎焊接头的界面结构为ZTA陶瓷/TiO+Ti₃(Cu,Al)₃O/Ag(s,s)/Ti₂Cu₃/TiCu/Ti₂Cu/α+β-Ti/TC4合金. 随着钎焊温度的升高,钎缝中Ag基固溶体层变薄,Ti-Cu金属间化合物层变厚,当钎焊温度达到890 ℃时,Ti-Cu金属间化合物几乎占据整了个钎缝区域. 随着温度的升高,接头抗剪强度先增大后减小,在钎焊温度为890 ℃时,接头的室温抗剪强度达到最大值,其值为43.2 MPa.     

Ag-Cu+WC复合钎料钎焊ZrO2陶瓷和TC4合金

采用新型Ag-Cu+WC复合钎料进行ZrO₂陶瓷和TC4合金钎焊连接,探究了接头界面组织及形成机制,分析了钎焊温度对接头界面结构和力学性能的影响. 结果表明,接头界面典型结构为ZrO₂/TiO+Cu₃Ti₃O/TiCu+TiC+W+Ag_(s,s)+Cu_(s,s)/TiCu₂/TiCu/Ti₂Cu/TC4. 钎焊过程中,WC颗粒与Ti发生反应,原位生成TiC和W增强相,为Ti-Cu金属间化合物、Ag基和Cu基固溶体提供了形核质点,同时抑制了脆性Ti-Cu金属间化合物的生长,优化了接头的微观组织和力学性能. 随钎焊温度的升高,接头反应层的厚度逐渐增加,WC颗粒与Ti的反应程度增强. 当钎焊温度890 ℃、保温10 min时,复合钎料所得接头抗剪强度达到最高值82.1 MPa,对比Ag-Cu钎料所得接头抗剪强度提高了57.3%.     

Ag-Cu-Ti+W复合钎料钎焊SiC陶瓷的接头性能研究

通过使用Ag-Cu-Ti钎料钎焊,可以实现SiC陶瓷的有效连接,但它与陶瓷母材热膨胀系数相差较大,钎焊降温过程中会产生较大的残余应力.通过向Ag-26.7Cu-4.5Ti钎料中复合不同体积分数的W颗粒,调节钎料的热膨胀系数,使之更接近于母材.通过改变钎焊温度和保温时间,研究工艺参数对焊缝的显微组织和力学性能的影响.结果...     

钴基高温活性钎料钎焊SiC陶瓷的接头组织及性能

采用一种钴基高温活性钎料钎焊SiC陶瓷,研究了钎料厚度、钎焊温度对接头组织,特别是界面反应区组织以及接头室温四点抗弯强度的影响。结果表明,钎料与SiC陶瓷的反应界面可分为富Ni、Co,富Cr及富Ti的三个区域。Ni、Co等元素在陶瓷／钎料界面强烈富集,表现出强的界面活性的特点,Cr元素次之,而Ti元素的活性作用表现并不明显,在距陶瓷／钎料界面一定距离处形成一条富Ti的条带。在1150℃保温10min的钎焊规范下,对应钎料厚度为120μm时获得的接头室温四点抗弯强度最高,平均达到160MPa。     

PdNi-Cr-V钎料钎焊SiC陶瓷的接头组织及性能

采用座滴法研究了PdNi-Cr-V合金钎料对SiC陶瓷的润湿性.设计的PdNi-(16-22)Cr-(7-21)V-Si-B(质量分数)钎料可用于SiC的连接,使用急冷态箔状钎料,在1190℃/10 min的连接条件下得到的接头室温三点抗弯强度平均值为84.6 MPa.微观分析表明,在靠近SiC的界面反应层中,主要是Pd和Ni优先与SiC反应生成相应的Pd-Si相、Ni-Si相和石墨;离SiC稍远的接头区域,主要是Cr和V与C和Si发生反应,生成Cr(V)-C,Cr(V)-Si,Cr(V)5Si3C等相;钎缝中心区的基体由Pd-Si,Ni-Si和V-Si相组成,其上弥散分布着块状碳化物V2C和Cr23C6.     

Cu含量对Ag-Cu钎料钎焊透氧膜

采用Ag-Cu钎料用于透氧膜与不锈钢支撑体之间的封接,研究了Cu含量对Ag-Cu钎料钎焊透氧膜界面结构的影响。利用SEM对连接界面的显微组织进行观察,并用EDS对界面的相组成进行分析。结果表明:纯Ag与透氧膜陶瓷之间的连接界面无元素互扩散;Ag中少量1at%Cu的添加并未明显改善钎焊连接界面;当Cu含量增加到3.3at%时,在透氧膜一侧生成一层由Cu和Ag扩散所致的厚度约200μm的反应层,反应层的生成表明Ag-3.3Cu钎料与透氧膜之间具有良好的润湿性和界面结合。     

Cu-P基非晶钎料钎焊机理

采用CuP7．7Sn5．4Nil4Si0．2Zr0．04晶态与非晶钎料钎焊紫铜,通过微观手段对比分析了钎焊温度和保温时间对晶态与非晶态钎料钎焊接头成分和组织的影响．结果表明,CuP7．7Sn5．4Nil4Si0．2Zr0．04非晶钎料钎焊接头由界面区、扩散区以及钎缝中心区组成;随钎焊温度提高或保温时间增加,晶态钎料和非...     

CuSiAlTi钎料对SiC陶瓷的润湿性

研究了CuSiAlTi钎料对SiC陶瓷的润湿性。发现元素Ti显著影响钎料对SiC陶瓷的润湿性。采用SEM，XRD对润湿界面进行了观察分析，发现在界面上存在1个含TiC的很薄的界面层和含Cu较多、含Ti元素较少的较厚的界面过渡层。分析表明，在润湿过程中钎料中的元素与SiC陶瓷中的Si，C相互扩散，Cu元素在SiC陶瓷一侧是主要的扩散元素，Cu的扩散在SiC陶瓷一侧形成了较厚的扩散层。     

用Cu-Ti钎料对Si／SiC陶瓷与低膨胀钛合金的钎焊

以Cu,Ti混合粉末作为钎料,对Si/SiC陶瓷与低膨胀钛合金进行了真空钎焊.采用SEM对接头的连接状况,组织结构进行了观察分析;同时测量了接头的室温剪切强度,并探讨了影响接头强度的因素.结果表明:Cu-Ti钎料对陶瓷和钛合金具有良好的润湿性,在890℃保温10 min条件下能形成结构均匀、连接良好的接头,在结合层与陶瓷界面生成TiSi2,CuTiSi反应层;在保温15 min条件下则生成TiSi,CuTiSi,Ti3SiC2,Nb3Si多种反应物.两种工艺条件下结合层与低膨胀钛合金界面均形成Ti合金/(Ti,Nb)层/CuTi层/Cu3Ti2层多层扩散反应层;接头的室温剪切强度与连接时间有关,在10 min时达到最大值121.1 MPa;15 min时由于在结合层与陶瓷界面生成多种反应产物,容易在陶瓷的近缝区和结合层产生裂纹,导致接头强度降低.     

Ni基高温钎料连接SiC陶瓷的微观结构和力学性能

采用低成本的Ni基高温钎料对SiC陶瓷进行了钎焊连接,通过扫描电镜、能谱分析、透射电镜等测试手段分析了接头的微观结构和物相组成,系统研究了不同钎焊温度和保温时间对SiC/SiC接头力学性能及微观结构的影响规律,分析了不同钎焊工艺参数下制备的SiC/SiC接头断口形貌,阐明了接头宏观力学性能与微观结构之间的对应关系。最后,评价了SiC/SiC接头的高温力学性能。结果表明,SiC/SiC接头由反应区、中心区和基体区3个区域组成,其中反应区主由Ni₂Si和不同数量的石墨组成;而中心区主要由复杂碳化物Ni₃Mo₃C和Ni₂Si组成。提高钎焊温度和延长保温时间石墨能够使SiC/SiC接头的反应区厚度增加,生成石墨相的数量也逐渐增多并发生团簇聚集的现象,显著影响了接头的抗弯强度。在1300 ℃,40 min条件下,反应区的厚度和石墨的形成量是适宜的,SiC/SiC接头的室温四点抗弯强度最大,达到179 MPa ± 7 MPa。同时,该接头还具有良好的高温稳定性,在700 ℃高温下仍能有97.2%的强度保持率,在高温环境中具有可观的应用前景。

     

激光钎焊AgCu基钎料润湿性理论模型构建

通过向Ag Cu_(28)共晶粉末中添加适量活性元素钛(Ti)、锆(Zr),制备了AgCu_(28)-4.5Ti和AgCu_(28)-4.5Ti-4Zr两种活性复合钎料,研究了脉冲激光作用下两种钎料的润湿性能。通过三维电控超景深显微镜实验及钎料润湿性理论模型两种方法进行了润湿角的测量计算。结果表明,活性元素Zr能够促进Ag Cu基钎料的润湿铺展性能,使钎料润湿角降低约10°,含Zr钎料的钎焊性能良好。当润湿角在40°左右时,该理论模型能够准确求得钎料焊后润湿角;当钎料润湿性能增强时,钎焊层润湿角测量值与计算值间的误差有所增大,钎料润湿角在30°左右时,其相对误差约为10%。     

Ni-Cr-B-Si+Cu-P-Sn复合钎料真空钎焊金刚石

采用在镍基钎料中分别添加3%、5%和7%(质量分数)Cu-P-Sn组成新型复合钎料,并进行金刚石磨粒的钎焊实验,利用SEM、EDS和XRD对金刚石焊后的界面碳化物形貌及钎料组织进行测试分析。结果表明:添加5%Cu-P-Sn的复合钎料进行金刚石钎焊时,钎焊温度有所下降,金刚石表面碳化物较规整,并且数量有所下降,降低金刚石的热损伤。新型钎料中形成树枝晶α-Ni基固溶体和枝晶间Ni_(31)Si_(12)、Cr_7C_3等化合物的组织,不同含量Cu-P-Sn与Ni-Cr-B-Si合金可以较大程度互溶,可以实现钎料性能的调控,降低金刚石的热损伤。     

Ag-Cu钎料粉末压制致密化行为

采用离散元软件EDEM,基于Hysteretic Spring接触模型,对BAg72Cu28和BAg47Cu53钎料压制成形过程进行模拟,并对BAg47Cu53钎料进行低速压制实验。分析了钎料压制的成形机理、速度场特性及压制速度、摩擦系数对压坯致密度的影响。结果表明:压制初期上部粉末速度最大,压制中后期中部粉末速度最大,压坯致密度分布特性与中后期速度场特性一致;压制相同致密度的压坯,高速压制比低速压制的致密度均匀性更高;颗粒间摩擦系数越低,压坯致密度均匀性越高,相同压制力下摩擦系数越低,压坯致密度越高;除松装状态下,BAg47Cu53钎料低速压制的压坯致密度的模拟值与实验值误差小于6%,Hysteretic Spring接触模型进行钎料压制模拟具有较高的模拟精度。     

镀膜Al箔钎料对AlN陶瓷的钎焊

为了实现Al钎料对Al N的直接钎焊,提出了一种可以在熔化后自行去除表面Al_2O_3膜的镀膜Al箔钎料,以及提高Al钎焊Al N接头强度的升温钎焊方法,研究了表面气相沉积Ni/Al双层薄膜对Al箔表面Al_2O_3氧化膜的自去除作用,以及钎焊温度对接头强度提高的作用。结果表明,由于被Ni/Al双层薄膜掩埋,原Al箔表面的Al_2O_3氧化膜在钎料加热及熔化的过程中被破碎并卷入到含1%Ni(原子分数)的Al液中,实现了Al对Al N的无界面反应过渡层直接钎焊。采用升高钎焊温度的方法,可显著提高接头的强度。680℃钎焊时,由于Al液不润湿Al N,接头的断裂发生在Al钎缝与Al N的界面,剪切强度为79 MPa;随着钎焊温度的提高和润湿性的改善,Al/Al N的界面强度得到显著提高,接头的断裂逐步由界面转移至钎缝金属中,接头强度也相应逐步提高,并在840℃后达到最高值(146 MPa)。     

Ag-Cu钎料真空钎焊FeCrMo/MnCu阻尼合金钎焊接头的组织及性能研究

采用Ag-Cu钎料真空钎焊FeCrMo/MnCu阻尼合金,并对钎焊接头微观组织、力学性能以及钎焊试样的阻尼性能进行研究。结果表明,Ag-Cu钎料可以实现两种阻尼合金的连接,并且钎焊试样经过435℃保温4 h的调幅热处理后,能够复合两种阻尼合金的阻尼特性,随着应变的增加,钎焊试样的阻尼性能稳定提高。钎缝组织主要为Mn-Ni-Cu-Fe-Ag固溶体以及富Ag相组成,钎料与母材之间能产生良好的冶金结合,钎焊接头组织致密;钎焊接头的断裂模式为以韧性断裂为主的混合型断裂,钎焊接头室温剪切强度为209.7 MPa,经过调幅热处理后,钎焊接头断裂方式为脆性断裂,钎焊接头室温剪切强度达到246.4 MPa。     

应力对SnPb基复合钎料钎焊接头蠕变性能的影响

采用搭接面积为1mm^2的单搭接钎焊接头，研究了恒定温度下，应力对纳米颗粒增强的SnPb基复合钎料钎焊接头的蠕变寿命的影响。结果表明，纳米颗粒增强的SnPb基复合钎料的蠕变抗力优于传统SnPb钎料。同时钎焊接头的蠕变寿命随应力增加而降低，且应力对复合钎料钎焊接头蠕变寿命的影响较传统63Sn37Pb钎料明显。     

采用钛基活性钎料高温钎焊高强石墨

采用Ti基活性钎料对高强石墨进行了高温钎焊试验。研究了焊接温度、保温时间、焊料量、降温速率对试样连接强度的影响。通过正交实验优选工艺，确定最佳工艺为：焊接温度1420℃，保温时间20min，焊料量280mg，降温速率10℃／min。所得连接件的最高相对抗弯强度为62．55％。微观结构研究表明，在石墨／焊料界面处C元素和Ti元素发生了显著的互扩散，生成了厚度约15μm的反应层，实现了良好的界面结合。接头区域XRD分析表明，在石墨／焊料界面上几乎全部为TiC，在焊料内部距此界面200μm处仍有部分TiC存在，但主相是纯Ti，还有部分Ti2Ni。在焊料内部距此界面400μm处主相是纯Ti，次相是Ti2Ni，无TiC存在。     

钛基钎料真空钎焊立方氮化硼的分析

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料在优化钎焊温度和时间下对CBN磨粒进行了真空钎焊试验,实现了CBN与钢基体的高强度连接.采用SEM对CBN表面化合物三维形貌进行了观察分析,采用EDS分析了CBN表面化合物及钎料与钢基体界面成分变化,采用XRD对焊后的CBN磨粒及其表面的化合物进行了物相分析,最后对CBN试样进行了断口分析.结果表明,CBN表面生成了Ti元素的的针状、块状化合物TiB2和TiN,磨粒与钎料间界面形成化学冶金结合,这正是CBN与Ti-Zr-Ni-Cu有良好润湿性和高强度连接的主要原因.断口形貌的分析表明,CBN与Ti-Zr-Ni-Cu钎料间的断口发生在CBN磨粒内部,说明CBN磨料与Ti-Zr-Ni-Cu合金钎料的结合强度大于CBN磨粒本身的强度.     

铜磷基非晶钎料的钎焊性能研究

利用单辊甩带法制备成分为(原子分数,%)Cu_(68.6)P_(14)Ni_(13)Sn_4Si_(0.4)的铜磷基非晶钎料。采用X射线衍射分析、差示扫描量热分析、扫描电镜分析等方法研究非晶钎料的显微组织、熔化特性、润湿性和钎焊性能,并与HL201和HL205两种普通市场钎料的相应性能进行了了对比。结果表明:铜磷基非晶钎料较铜磷市场钎料的显微组织均匀、熔化温度明显降低、熔化区间小、润湿性好,有利于提高钎焊接头性能。