金刚石刀具钎焊工艺的研究

本文通过PCD复合片与YG8硬质合金的高频感应钎焊试验,研究了钎焊温度和钎焊压力对PDC刀具钎焊接头强度及焊缝厚度的影响;并用扫描电镜观察了钎焊接头的显微结构.试验结果表明:钎焊温度越高,钎焊接头的剪切强度越大(可达240 MPa),焊缝厚度越小(达25 μm);钎焊温度690 ℃下,剪切强度先随钎焊压力的增加逐渐增大,在压力达3.911 MPa后开始减小,钎焊压力达到5.786 MPa后剪切强度基本不变;而焊缝厚度却随钎焊压力的增加而减小,最终趋于定值20 μm.     

Ti-Zr-Cu-Ni-Fe-Co-Mo钎料合金钎焊γ-TiAl/GH536接头的显微组织与剪切强度（英文）

采用Ti-Zr-Cu-Ni-Fe-Co-Mo作为钎料,在钎焊温度1090～1170℃、钎焊时间0～20 min的工艺参数下,实现γ-TiAl和GH536合金的钎焊连接,利用SEM、EDS、XRD和万能试验机研究钎焊温度和钎焊时间对钎焊接头显微组织和剪切强度的影响。结果表明:不同工艺参数下获得的γ-TiAl/GH536钎焊接头均包括4个界面反应层。随着钎焊温度的升高和钎焊时间的延长,钎缝宽度和钎焊接头的平均抗剪强度均是先增大后减小。钎焊温度1150℃、钎焊时间10 min时获得的钎焊接头的剪切强度最大,达262 MPa。Al_3NiTi_2和TiNi_3脆性金属间化合物是产生裂纹和降低接头强度的主控因素,Al_3NiTi_2脆性金属间化合物几乎占据整个呈典型解理断裂特征的剪切断口表面。     

CuMnNiSi钎料钎焊不锈钢接头组织性能研究

采用新型的Cu-Mn-Ni-Si钎料真空钎焊2Cr13不锈钢,研究了钎焊温度和保温时间对接头组织和室温力学性能的影响.结果表明:钎焊接头组织由钎缝中心区Cu-Mn基固溶体和钎缝界面反应区的(Fe,Ni,Mn)- Si化合物组成.随着钎焊温度的增加,钎缝界面处化合物层厚度减小,Cu-Mn基固溶体相应增多,接头室温剪切强度随之增加,在钎焊时间15min、钎焊温度1050℃时达到321 MPa.在钎焊温度1000℃时,接头室温剪切强度随着钎焊保温时间的延长先增加后降低,在钎焊保温时间30min时取得最大值305 MPa.     

电场对超声波辅助钎焊Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头组织与性能的影响

研究了电场对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头界面区近钎缝侧的组织与性能的影响。试验表明:超声振动和电场共同作用的新钎焊工艺对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头剪切强度有较大影响,随着电场强度的增加,钎焊接头剪切强度先增加后下降。当电场强度为2 kV/cm、电场作用时间为60 s时,钎焊接头剪切强度达到28.7 MPa的最大值,能形成较薄且平整的界面区。     

T2紫铜/304不锈钢激光钎焊接头组织及性能

采用铜锰镍钎料,使用激光焊机对T2紫铜和304不锈钢进行了激光钎焊。通过扫描电子显微镜、拉伸试验机测试分析了搭接形式下的钎缝宏观形貌、焊接接头力学性能及钎料元素的扩散情况。结果表明,在紫铜/不锈钢的激光钎焊时,焊接电流对钎缝成形的影响最大、脉冲频率次之、脉冲宽度的影响最小,对应的正交试验极差分别为17.35,15.66,7.91;钎料与母材发生良好的扩散并形成固溶体;钎缝中Fe,Cr元素扩散明显并存在条块状铜基固溶体,在最优的焊接工艺参数下,钎焊接头的抗剪强度达到35.75 MPa。     

超声振动时间和外加载荷对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头性能的影响

研究了超声波作用下超声振动时间和外加载荷对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头性能的影响。结果表明:超声振动时间越长,金属间化合物层厚度越薄,钎焊接头的剪切强度先增大后减小;加载量越大,金属间化合物层厚度越薄,钎焊接头的剪切强度先减小后增大。     

Ni元素扩散行为对硬质合金/钢钎焊接头微观组织及力学性能的影响

采用不同质量分数的Ni元素的钎料对YG15硬质合金与35Cr Mo钢进行了钎焊,分别研究了Ni元素含量、钎焊温度以及超声作用等因素对钎焊接头微观组织与力学性能的影响。研究表明:钎焊温度为800℃时,随钎料中Ni元素的增加,界面处可获得连续的α-Cu固溶体层;当钎料中Ni元素质量分数为4.7%时,其接头剪切强度最高,为295 MPa;钎焊温度影响Ni元素的扩散行为,从而影响界面处贫Co区的宽度,在温度为730℃时,贫Co区宽度最小,接头剪切强度值最高,为350 MPa;施加超声可以增加贫Co区宽度,降低共晶组织含量,并使WC颗粒迁移进入钎缝金属。当超声时间为30 s时,贫Co区宽度为17.5μm,接头剪切强度为371 MPa,比无超声时接头强度提高6%。     

YG8硬质合金和低碳钢的高频感应钎焊

采用BNi2钎料对YG8硬质合金/低碳钢进行了高频感应钎焊,对试验用高频感应钎焊设备进行了改造.采用热电偶测温仪对温度进行实时测量,并用PID控制器对设备加热温度进行控制.分析了影响接头力学性能的因素,测试了钎焊接头的抗剪强度,通过SEM及EDS对断口形貌、成分进行分析.结果表明,随着钎焊温度的升高或者保温时间的延长,接头的抗剪强度都呈先增大后减小的趋势.焊接温度为1030℃,保温时间为5min的钎焊条件下,接头的剪切强度达到最大值441MPa,断裂多发生在YG8硬质合金母材上或钎缝处.     

一种钛基钎料钎焊TiAl合金接头的高温力学性能分析

采用自主研发的一种Ti-Zr-Cu-Ni-Co-Mo非晶钎料对TiAl合金进行钎焊连接，钎焊温度为1 000 ℃，时间为5 min，对所得的钎焊接头进行了高温抗剪强度和抗拉强度研究，并与母材强度进行了对比. 结果表明，钎焊接头在700 ℃高温下可长期服役，但剪切试验温度高于700 ℃后由于氧化物的生成和钎焊中心区显微组织发生变化导致剪切性能急剧下降，钎焊接头跟母材在不同拉伸试验温度下的抗拉强度随试验温度上升呈下降趋势，两者差距先减小后增大，分别在不高于600和800 ℃条件下仍能保持室温性能的80%以上.     

Cu-P钎料真空钎焊紫铜的钎焊后扩散及组织分析

钎焊后扩散处理能提高硬钎焊接头质量、消除接头缺陷,采用管–板接头设计研究了钎焊后扩散处理对Cu-P钎料真空钎焊紫铜接头组织性能的影响,利用电镜、能谱、拉脱等方法,研究了扩散处理对钎焊接头组织和性能的影响规律. 结果表明,钎缝接头组织主要由铜基固溶体和Cu-P二元共晶组织组成,钎焊后扩散处理使得钎缝中心界面宽度明显变窄,钎焊后扩散使得钎缝组织成分更加均匀,而微量P元素又可细化紫铜晶粒,减少Cu₃P脆性相生成,铜基固溶体增多,铜磷二元共晶逐渐减少;拉脱试验还发现经过扩散处理后接头抗拉强度由原来143 MPa上升至171 MPa,且接头脆硬倾向变小.     

Microstructure and Property of Cu/Al Joint Brazed with Al-Si-Ge Filler MetalEI北大核心CSCD

Cu/Al brazing has good prospect for applications in the air conditioning and refrigeration industry. A suitable filler metal is the key of Cu/Al brazing. The chemical and physical properties of the filler metal have great influence on the brazing process and parameters. And the strength of the brazing joint is closely related to the properties of the filler metal and the brazing process. While the previous studies have not developed a kind of Cu/Al brazing filler metal which can achieve a tough joint at a low brazing temperature. In this work, the Al-5.6Si-25.2Ge filler metal was first used to braze Cu/Al dissimilar metals, and the melting characteristics of the filler metal, spreading wettability, Cu interfacial structure and strength of brazed joint were investigated systematically. Additionally, the common Zn-22Al filler metal was also used for comparison. The results show that the Al-5.6Si-25.2Ge filler metal possesses low melting temperature (about 541 degrees C) and excellent spreading wettability on Cu and Al base metals. The interfacial structure of Al-5.6Si-25.2Ge/Cu was CuAl2/CuAl/Cu3Al2. The thickness of planar CuAl and Cu3Al2 phases was only 1 similar to 2 mu m, and the thickness of cellular CuAl2 phase was about 3 mu m. The interfacial structure of Zn-22Al/Cu was CuAl2/CuAl/Cu9Al4, but the average thickness of the CuAl2 layer was up to 15 mm. The test results of the shearing strength show that the shearing strength of the Cu/Al joint brazed with Zn-22Al filler metal was only 42.7 MPa, but the shearing strength brazed with Al-5.6Si-25.2Ge filler metal was higher (53.4 MPa).     

铝/钛异种金属填丝电子束熔钎焊接头组织与性能

采用填丝电子束熔钎焊对TA2纯钛和1060纯铝进行了焊接试验,分别对接头显微组织、相组成、抗拉强度和显微硬度进行了分析. 结果表明,采用填丝电子束熔钎焊可以实现纯钛与纯铝的有效连接,接头抗拉强度为98.8 MPa,达到铝母材的96.7%. 接头呈现典型的熔钎焊特征,由钛侧钎焊接头及铝侧熔焊接头组成. 熔钎焊界面存在Ti-Al金属间化合物层,其厚度小于2 μm,未对接头性能强度产生影响. 铝侧熔化区内存在散布的金属间化合物起到一定强化作用,显微硬度最低值位于铝侧热影响区内,拉伸断裂于该区域.     

填充泡沫Ti/AlSiMg的SiC陶瓷钎焊接头的组织与性能

为丰富SiC陶瓷钎焊所用钎料的设计思路,提出了一种泡沫Ti/AlSiMg新型复合钎料,通过Ti元素的溶入提高钎料与SiC陶瓷之间的界面结合力,利用泡沫Ti与Al基钎料之间的界面反应获得原位增强的钎缝,从而提升接头力学性能. 采用钎焊温度700 ℃、保温时间60 min和焊接压力10 MPa进行SiC陶瓷真空钎焊,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、电子探针和万能试验机对接头组织、成分和性能进行分析,探索泡沫Ti/AlSiMg复合钎料在SiC陶瓷钎焊中的可用性. 结果表明,填充泡沫Ti/AlSiMg复合钎料所得接头结构为SiC/Al/Ti(Al,Si)₃/Ti(Al,Si)₃原位增强Ti基钎缝/ Ti(Al,Si)₃/Al/SiC,断裂发生在铝合金界面层和SiC陶瓷之间,Ti元素的溶入提高了铝合金界面层与SiC陶瓷之间的界面结合力,接头抗剪强度达111 MPa.     

Interface structure and strength of brazed joints between TiC ceramic and iron

Abstract

The brazing of TiC ceramic to iron was carried out at 1123–1273 K for 5–20 min using Ag–Cu–Zn filler metal. Interface structure and shear strength of joints were investigated, the former via electron probe microanalysis, scanning electron microscopy, and X-ray diffraction, and the latter via the shearing method. The results show the formation of three phases in the TiC ceramic–iron joint, namely, copper base solid solution, FeNi, and silver base solid solution. The highest joint shear strength of 256.5 MPa is obtained for a brazing temperature of 1173 K and brazing time of 5 min.     

Al基钎料钎焊镁合金AZ31B接头的显微组织及力学性能

为了连接变形镁合金AZ31B,以Al基钎料对变形镁合金AZ31B进行高频感应钎焊。采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱等分析钎焊接头的显微组织及钎缝物相,测试钎焊接头的力学性能及显微硬度。结果表明:在钎焊过程中熔融的Al基钎料与固态的AZ31B母材发生强烈的合金化作用,原始钎料中均一的Mg32(Al,Zn)49相在钎焊后完全消失,同时在钎缝中生成α-Mg、β-Mg17(Al,Zn)12相。钎焊搭接接头的平均抗剪强度达到44MPa,对接接头的平均抗拉强度达到71MPa。接头的断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂产生在β-Mg17(Al,Zn)12硬脆相处。     

铝/铜高频感应接触反应钎焊

对铝/铜异种金属接头的高频感应接触反应钎焊工艺进行了研究,在非真空条件下借助钎剂的去膜作用,实现了铝和铜的连接,并根据钎剂去膜过程和对接头力学性能的影响规律优化了钎剂组分.同时借助扫描电镜和能谱分析等分析手段,详细分析了接头的界面结构与物相组成.结果表明,试验中配制的钎剂65%ZnCl2＋10%NaCl＋25%NH4Cl钎焊效果较好,钎缝厚度约为80μm,钎缝主要由铝基固溶体和化合物Al2Cu弥散相组成,有大量的Zn元素和Na元素扩散进入钎缝,接头抗剪强度可以达到58 MPa.     

钛合金与铬青铜电子束自熔钎焊接头组织与力学性能

采用铜侧偏束工艺实现了TA15钛合金与QCr0.8铬青铜的电子束自熔钎焊,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪对焊缝组织进行了分析,通过接头抗拉强度对接头力学性能进行了评价。结果表明,电子束偏向铜合金1mm时,钛合金母材只有上部少量熔化,实现与铜合金的连接,而接头中部和下部的连接则通过液态金属对钛合金母材的钎接而实现连接。钎缝界面由较薄的Ti-Cu化合物层组成,主要包括TiCu、Ti2Cu3、TiCu2和TiCu4。而在铜侧焊缝内,细小的Ti-Cu化合物弥散分布于铜基固溶体上,使焊缝得到强化。接头强度达到300MPa,拉伸时断裂发生在铜合金上,呈韧窝状塑性断裂模式。     

EFFECT OF BRAZING TIME ON TiC CERMET／IRON JOINT BRAZED WITH Ag-Cu-Zn FILLER METAL

The brazing of TiC cermet to iron was carried out at 1223K for 5-20min using Ag-Cu-Zn filler metal.The formation phase and interface structure of the joints were investigated by electron probe microanalysis(EPMA).scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffraction(XRD).and the joint strength was tested by shearing method.The results showed:there occurred three new formation phases,Cu(s.s),FeNi and Ag(s.s) in TiC cermet/iron joint.The interface structure was expressed as TiC cermet/Cu(s.s) FeNi(Ag(s.s) a little Cu(s.s) a little FeNi/Cu(s.s) FeNi/iron.With brazing time increasing,there appeared highest shear strength of the joints.the value of which was up to 252.2MPa when brazing time was 10min.     

氩气保护下炉中钎焊铝基复合材料的可行性

研究了Al2O3p／6061Al复合材料在氩气保护下炉中钎焊的可行性。研究表明，采用合理的钎料和钎剂组合(HL401 QJ201)以及正确的钎焊工艺参数可获得质量良好的钎焊接头。通过对接头的剪切强度和显微硬度试验以及对接头的金相观察、X射线衍射相结构和断口扫描电镜观察等微观组织结构分析，从理论上探讨钎焊接头形成过程的机理，为如何获得高质量的钎焊接头提供理论参考。     

Study on vacuum brazing of Cf/C composites

Vacuum brazing experiments of Cf/C composites were carried out using pure Al and Al-5 Ti-B as brazing fillers , and shearing strength of the joints was measured. The microstructures of the brazed joints were studied by means of scanning electron microscopy （SEM） and energy dispersive X-ray spectrometer. The results indicate that the brazing temperature is the important processing parameter affecting the quality of the brazed joints. Vacuum brazing of Cf/C composites can be achieved employing the pure Al and AI-S Ti-B brazing fillers at a brazing temperature of 730 ℃ or 750 ℃ , respectively. Moreover, the joints have excellent microstructures with shear strength reaching the level of practical applications.