YG8硬质合金与42CrMo钢的真空钎焊工艺研究

采用自行研制的CuMnNi钎料对YG8硬质合金与42CrMo钢的真空钎焊工艺进行了研究.通过三点弯曲试验、润湿性试验、扫描电镜及能谱分析等手段探讨了钎焊温度、钎焊问隙大小对钎焊接头组织和性能的影响.结果表明:钎料对两种母材具有良好的润湿性,钎焊温度在950℃、钎缝宽度为O.20mm时,可获得最优钎焊接头,接头抗弯强度达到436 MPa.在钎缝界面区,形成以FeCoNi为基的同溶体.     

TC4钛合金/304不锈钢异种材料蜂窝结构钎焊工艺

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni和Ag-28Cu两种钎料分别对TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝结构进行了钎焊,对钎焊界面组织和蜂窝结构的力学性能进行了对比分析. 结果表明,Ti基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材界面润湿反应性能较差且Ti基钎料钎缝显微硬度较高,导致钎焊界面强度低,蜂窝拉伸力学性能差. Ag基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材和TC4面板均发生显著的界面反应,钎焊温度830 ℃,保温时间10 min时,蜂窝抗拉强度为10.35 MPa,呈蜂窝芯破坏特征. Ag基钎料蜂窝抗拉强度明显优于Ti基钎料结果,适用于TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝钎焊.     

YG13C硬质合金钎焊工艺研究

采用中频感应钎焊工艺，分别用HSCuZnNi和HL105钎料对42CrMo钢和硬质合金YG13C进行钎焊，分析了钎料、冷却方式对钎缝抗剪强度的影响。结果表明，HSCuZnNi钎料钎缝的抗剪强度比HL105大20％，采用缓慢的冷却方式可提高抗剪强度。     

YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺研究

采用CuMnNi钎料对YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺进行研究。通过三点弯曲试验、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段探讨了钎焊温度、钎焊间隙大小对钎焊接头组织和性能的影响。结果表明:钎料对两种母材具有良好的润湿性,钎焊温度在965℃、钎缝宽度为0.20mm时,可获得最优钎焊接头,接头抗弯强度达到709MPa。     

钛合金TC6与TC11高频感应钎焊工艺

以B-Ti57CuZrNi-S为钎料,在氩气保护气氛下对TC6/TC11钛合金进行高频感应钎焊工艺实验研究。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等测试方法,分析气体保护流量、流态以及工艺参数对焊接界面形貌、接头组织及元素分布的影响,并测试接头的抗拉强度。结果表明,钎焊界面主要由富Ti的β-Ti固溶组织和Cu-Ti、Ni-Ti以及(Cu,Ni)Ti/Zr组成的金属间化合物相组成。钎焊接头的抗拉强度随钎焊温度的升高或保温时间的延长,呈现先升高后降低的趋势,接头最高强度可达433MPa。TC6/TC11钛合金高频感应钎焊优化工艺参数带为:焊接温度910℃~930℃,保温时间120~150 s,Ar气保护流量1 MPa。     

YG8硬质合金与45钢真空钎焊的研究

以Cu作钎料将YG8硬质合金与45钢进行真空钎焊,实现了高强度钻头连接。借助扫描电镜、X射线能谱分析了其钎焊接头的微观组织形貌和焊接区成分结构,测定了钎焊接头的剪切强度,发现钎料/硬质合金/钢三种材料在该工艺下发生组元间显著的相互扩散,从而实现钎料与钢和硬质合金的高强度结合。     

基于CuMnCo钎料的YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺研究

采用CuMnCo钎料对YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺进行研究。通过三点弯曲试验、光学显微镜观察、扫描电镜及能谱分析等手段研究了真空度、钎焊温度和钎缝间隙对钎焊接头组织和性能的影响。结果表明,钎缝中心区为Cu-Mn基固溶体,两侧界面反应区为Fe-Co基固溶体。真空度、钎焊温度和钎缝间隙对钎焊接头的组织和性能有明显影响。高真空条件下钎焊接头的抗弯强度高于中真空条件下钎焊接头抗弯强度。钎焊温度为1095℃时,钎焊接头的抗弯强度最高。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,钎料流失较多,接头强度也较低。在高真空以及钎焊温度1095℃、间隙为0.2 mm时,钎焊接头的抗弯强度最高。间隙过小时,钎缝中夹杂物较多,接头强度较低;间隙过大时,Fe、Co原子难以通过长程扩散越过钎缝,冶金作用较弱,接头强度也较低。     

TC4钛合金消音蜂窝结构钎焊工艺

采用Ti基钎料真空钎焊方法进行了TC4钛合金消音蜂窝钎焊试验,对不同钎料添加厚度钎焊后消音蜂窝堵孔、钎焊界面焊合率、钎焊界面组织和力学性能进行了对比分析,确定了TC4钛合金消音蜂窝钎料添加厚度和钎焊工艺参数.结果表明,随着钎料添加厚度的增加,消音蜂窝带孔面板堵孔率增加,同时钎料元素对钎焊界面原始组织溶解加剧,蜂窝的拉伸力学性能下降明显.增加钎料添加厚度能够显著提高钎焊界面焊合率,当钎料添加厚度增加至30 μm以上时,能够获得焊合率良好的消音蜂窝结构.钎料添加厚度为30 μm,钎焊温度920℃,保温时间90 min时,钎焊后的钛合金消音蜂窝力学性能良好,且消音蜂窝声学性能试验测试结果和理论模型计算结果一致.     

硬质合金与钛合金真空扩散焊工艺研究

通过对硬质合金(YG8)与钛合金(TA15)异种材料焊接工艺问题的分析,采用塑性较好的Cu作为中间层来缓解TA15/YG8的接头热应力.在焊接温度为860 ℃,压力为5MPa,扩散焊接时间分别为10,20,30,50,50 min的条件下,研究YG8与TA15的扩散焊工艺,分析了YG8与TA15连接界面的原子扩散机制、反应相生成及其分布规律.结果表明,YG8/Cu界面呈一条亮线,结合良好,而TA15/Cu界面由于生成层状分布的脆性金属间化合物而出现裂纹,剪切试验时接头也是在此界面断开.在扩散焊接时间为60 min时接头抗剪强度达到116 MPa,为硬质合金与钛合金复合构件的生产应用提供了理论研究基础.     

TC4钛合金钎焊接头的组织与性能

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni钎料对TC4钛合金进行了钎焊,钎焊温度为900 ℃,保温时间分别为30、60和90 min。结果表明,在900 ℃时该钎料可润湿TC4母材,润湿角平均值为16.7°。保温时间为90 min时,钎焊界面中心处钎料元素已扩散得较充分,与钎料合金成分相比,Zr元素由37.5%降低至1.79%,Cu和Ni元素分别由15%和10%降低至1.66%和1.64%。TC4钛合金钎焊试样的室温抗拉强度平均值为1007.6 MPa,多数试样断于母材,属于微孔聚合机制导致的断裂失效。     

Study on Vacuum Brazing of 25Cr3MoA/YG6 Using Cu-based Microcrystalline Brazing Alloy

应用Cu-11Sn-2Ni微晶钎料对25Cr3MoA钢和YG6硬质合金进行了真空钎焊, 观察了接头组织形貌, 建立了钎料层/母材原子互扩散模型, 定量分析了焊接区合金元素的分布特征, 并在专用仪器上测试了接头的剪切 强度. 结果表明: 使用铜基微晶钎料钎焊25Cr3MoA和YG6, 润湿性和铺展性良好, 形成的钎缝饱满致密, 接头 钎着率高; 钎缝组织以铜固溶体为主相, 其间分布着Cu3Sn相、富Ni的Cu9NiSn3相以及少量的 γ-Fe相. 铜原子从钎 缝向母材的扩散深度约为25 um. 应用铜基微晶钎料可实现25Cr3MoA与YG6的真空扩散钎焊连接, 接头剪切强 度较高, 达169 MPa.     

钎料对YG8合金与低碳钢焊接性能的影响

采用两种铜基钎料HL841(CuZnMnSnNiCo合金)和HL105(CuZnMn合金)对YG8硬质合金和低碳钢进行真空钎焊,并对比研究了焊缝的微观组织、元素扩散情况及接头抗拉强度。研究表明:两种钎料与硬质合金结合处形成互溶区,HL105形成的互溶区宽度大概为1μm,而HL841形成的互溶区宽度约为3μm;HL841钎料中的Co、Ni等元素有利于形成Fe-Co-Ni单相固溶体,同时钎焊过程中钎料中的Co还能缓解硬质合金中粘结相Co的扩散流失。这些原因使得采用HL841焊接的试样的接头力学性能优于HL105。     

钯合金与镍合金的真空钎焊工艺

探讨了真空钎焊钯合金与镍合金的工艺，并以探测器为例分析了其加热速率、保温时间、真空度和冷却速率对钎焊接头质量的影响，优化了其钎焊工艺参数。提出的钎焊工艺参数对生产具有重要的参考价值。     

Brazing of TiBw/TC4 composite and Ti60 alloy using TiZrNiCu amorphous filler alloy

TiB_w/TC4 composite was brazed to Ti60 alloy successfully using TiZrNiCu amorphous filler alloy, and the interfacial microstructures and mechanical properties were characterized by SEM, EDX, XRD and universal tensile testing machine. The typical interfacial microstructure was TiB_w/TC4 composite/β-Ti + TiB whiskers/(Ti, Zr)₂(Ni, Cu) intermetallic layer/β-Ti/Ti60 alloy when being brazed at 940 °C for 10 min. The interfacial microstructure evolution was influenced strongly by the diffusion and reaction between molten fillers and the substrates. Increasing brazing temperature decreased the thickness of brittle (Ti, Zr)₂(Ni, Cu) intermetallic layer, which disappeared finally when the brazing temperature exceeded 1020 °C. Fracture analyses indicated that cracks were initialized in the brittle intermetallic layer when (Ti, Zr)₂(Ni, Cu) phase existed in the brazing seam. The maximum average shear strength of joints reached 368.6 MPa when brazing was conducted at 1020 °C. Further increasing brazing temperature to 1060 °C, the shear strength was decreased due to the formation of coarse lamellar (α+β)-Ti structure.     

置氢TC4钛合金与C/SiC复合材料钎焊接头界面组织和结构

采用AgCu箔片对不同置氢含量的TC4钛合金与C/SiC复合材料进行了钎焊连接.借助SEM,EDS,XRD等分析手段对接头的微观组织、界面结构进行研究,并分析了钎焊工艺参数的影响.结果表明,钎焊温度810℃,保温时间10 min时,置氢含量0.3%的接头界面结构为置氢钛合金/针状韦德曼组织/Ti（s.s）＋Ti2Cu过...     

YG8硬质合金与0Cr13不锈钢的真空钎焊

采用CuMnCo钎料,对YG8硬质合金和0Cr13不锈钢进行真空钎焊工艺研究.铺展试验表明,CuMnCo钎料对两种母材具有良好的润湿性.通过三点弯曲试验、SEM及EDS观察分析,研究了真空钎焊钎焊温度、钎缝间隙对钎缝组织、元素分布及接头力学性能的影响.结果显示:钎焊温度为1070℃,钎缝间隙为0.20mm时得到了具有抗弯强度约为445MPa的最佳钎焊接头,其钎缝中心区组织为均匀的Cu-Mn基固溶体,并在两个界面反应区产生了适量Fe-Co基同溶体.     

保温时间对置氢TC4真空钎焊界面结构及连接强度的影响

采用纯铝箔做中间层,真空连接普通TC4钛合金以及氢的质量分数分别为0.1%,0.3%,0.5%置氢TC4钛合金.利用扫描电镜、X射线衍射分析仪、能谱分析仪对接头界面组织进行分析,并进行接头压剪强度试验.结果表明,当保温时间为45 min时,连接接头组织由两层组成;而当保温时间足够长,达到90 min时,接头完全由TiAl3金属间化合物层组成.不同保温时间下接头的抗剪强度有明显的差别,且随保温时间的延长而下降后.而在相同的工艺参数下,置氢TC4钛合金连接强度明显高于普通TC4钛合金.     

钛合金的特性与用途

采用Ti-Zr-Cu-Ni钎料对TiB_w/TA15钛基复合材料进行真空钎焊,对不同工艺参数下钎焊接头组织及性能进行分析. 结果表明,钎焊界面主要由针状的α-Ti相、间隙β-Ti相及Ti₂(Cu,Ni)金属间化合物及TiB_w增强相组成. 随着钎焊温度(920 ~ 980 ℃)和保温时间(60 ~ 150 min)的增加,针状α-Ti相占比增加,金属间化合物减少,TiB_w分布趋于均匀,接头力学性能增加. 但较长的保温时间导致界面宽度增加,使接头整体塑性下降. 钎料添加量较少且适宜的情况下,钎焊温度980 ℃,保温时间90 min下能获得最佳力学性能.