非晶铜磷钎料真空钎焊的湿润性研究

利用快速凝固技术制造出Cu-Ni-Sn-P非晶薄带钎料,将此钎料分别在不同钎焊温度和钎焊时间下与紫铜进行真空钎焊,借助DTA、EPMA分析,探讨了在不同钎焊条件下钎焊接头的显微组织结构,及同成分非晶钎料与普通钎料的润湿性差异.研究表明,与普通钎料相比,非晶钎料润湿性明显提高,钎料与母材的相互扩散和冶金结合增强.     

镍基非晶态及晶态钎料真空钎焊工艺性能的比较

对Ｎｉ８２．５Ｃｒ７Ｓｉ４．５Ｂ３Ｆｅ３成分镍基非晶态钎料在不同钎焊规范下真空钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔ８不锈钢时的工艺性能进行了系统性研究，并与相同化学成分的粉状和粘带状晶态钎料进行了比较；考察了非晶态钎料预晶化处理后其工艺性能的变化。     

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。     

金刚石工具真空钎焊钎料的适应性

应用真空钎焊技术，分别采用含有强碳化物形成元素Cr、Ti的BNi2、BNi7及自制的CuSnNiTi钎料试制了单层金剐石圆锯片，在一定的钎焊温度、时间及真空度下，金刚石与钎料及基体之间均可形成化学冶金结合，但结合的状况及锯切性能随钎料的不同而改变。试验证实自制的CuSnNiTi钎料钎焊温度低，焊接时金刚石的热损伤小，钎料与金剐石有很好的润湿性。不仅基体对金刚石有较高的把持力而且钎料与所切割的石材有很好的适应性。     

CuSnTiNi钎料真空钎焊金刚石

采用两种不同比例CuSnTiNi混合单质金属粉,对金刚石在1 040℃保温5 min进行了真空钎焊试验.利用SEM,EDS及XRD对金刚石焊后界面微结构和钎料的微观组织进行了测试分析.结果表明,适合钎焊金刚石的活性成分为BCu70Sn15Ti10Ni5（质量分数,%）,该钎料能够在钎焊时首先合金化,在金刚石表面形成了断续的TiC,实现了金刚石的高强度连接,金刚石的热损伤较小,钎料组织由α-Cu固溶体、δ-Cu₃₁Sn₈等相组成,该钎料显微硬度为130~180 HV0.1,比CuSnTi有较高的硬度.     

铜基钎料真空钎焊金刚石

采用铜基合金钎料,适当控制钎焊工艺,实现了金刚石与钢基体的高强度连接.借助扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)分析了真空加热条件下,对铜基合金钎料与金刚石之间的界面反应,钎焊面进行了表面形貌和结构分析.探讨了钎料与金刚右界面处碳化物的形成机理.阐明了在钎焊过程中Ti元素在金刚石界面形成富Ti层并与金刚石表面的C元素反应生成TiC、SnTi C是实现合金层与金刚石有较高结合强度的主要因素.钎料与钢基体在钎焊温度下发生组元间相互扩散,形成了固溶体及其化合物,从而实现钎料与钢基体的高强度结合,并对一系列铜基钎料进行了测试.     

TiNiB高温钎料钎焊TiAl基合金接头微观组织

采用电弧熔炼TiNiB合金作为高温钎料对TiAl合金进行钎焊,研究了接头界面组织的形成及其随钎焊温度变化的演化过程.电弧熔炼的TiNiB合金钎料主要由Ti-Ni与TiNi3共晶组织及弥散分布的块状TiB2组成,DTA测试曲线表明钎料的熔点为1 120℃.钎焊过程中,TiAl基体向液态钎料中的溶解量决定了钎焊接头界面组织的形成及其演化过程.随着活性元素Ti和Al向液态钎料溶解量的增加,靠近钎缝侧的TiAl基体发生固态相变转化为β层;钎缝组织演化为Ti-Al-Ni三元化合物,并伴有少量的β相;块状的TiB2在过量活性元素Ti存在的情况下逐渐转变为长条状的TiB相.     

Ni-Ti 钎料高温钎焊TZM晶间渗入行为研究

采用SEM,EDS,XRD和力学试验机等分析测试方法,研究了Ni-Ti钎料对TZM合金钎缝组织和性能的影响。结果表明：Ni-Ti钎料可实现TZM的高温真空钎焊连接。Ni-13.7Ti/TZM界面区,母材中的Mo与钎料中的Ni形成MoNi相,是钎料与TZM形成冶金结合的主要原因。TZM/Ni-44Ti/TZM界面区Ni-44Ti钎料中的Ti与Mo反应,Mo-Ti固溶体,使钎料和TZM形成冶金结合。Ni-44Ti钎料钎焊TZM合金产生严重晶间渗入现象。降低钎料中Ti的含量,晶间渗入和母材溶蚀现象大幅减弱;TZM/Ni-13.7Ti/TZM钎焊接头剪切强度193MPa,TZM/Ni-44Ti/TZM钎焊接头剪切强度167MPa,晶间渗入使钎缝强度降低,降低钎料中的Ti含量,钎焊接头强度提高。     

镍基单晶高温合金钎焊接头的微观组织与性能

采用一种含B,Si的镍基合金钎料钎焊CMSX-4单晶高温合金,利用SEM,EPMA分析接头的微观组织与相组成,探究降熔元素B和Si的扩散机制及接头形成机理.结果表明,不同间隙焊缝的微观组织相似,相组成相同,但随着间隙的增加,焊缝中的硼化物析出相增多,同时出现微孔等缺陷;对于相同焊缝间隙的接头,随着保温时间的延长,焊缝中的硼化物相的平均尺寸在一定程度上增大,且分布更加集中,母材与焊缝间的界面连接层厚度增加.钎焊过程中,B元素集中分布于焊缝中心区,与Cr,W,Mo等元素反应,形成脆性硼化物相M3B2,B元素未向母材中扩散,近焊缝区中未见硼化物相析出;Si元素不仅在焊缝中心区形成镍硅化物相,也向母材中扩散,在近焊缝区形成含Si元素的镍基固溶体.对不同焊缝间隙与保温时间的单晶钎焊接头在980℃/100 MPa条件下进行持久性能测试.结果表明,单晶钎焊接头的持久寿命随着焊缝间隙的增加而降低,随保温时间的延长而升高,但当保温时间延长至30 min以上时,接头持久寿命没有显著增加.     

铜基钎料高温钎焊不锈钢晶间贯穿机理的研究

本文阐述了铜基钎料钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢时晶间贯穿的特点。区分了铜基钎科和含硼钎料在贯穿形态和贯穿机理上的本质差异,发现铜基钎料的晶间贯穿与其润湿铺展有联系,并通过紫铜和铜锰钴钎料在不锈钢表面的润湿铺展研究证明,铜基钎料的润湿铺展具有三维空间的模型。富锕的Cu-Mn液相沿基体金属二维钎焊表面晶界沟槽润湿铺展的同时,也沿基体金属内部晶界润湿,从而造成晶间贯穿。通常铜基钎料的晶间贯穿不形成脆性相,因而不会恶化接头性能,但若钎焊过程存在拉应力,则可能产生沿晶断裂破坏。     

低熔合金粉末对药芯银钎料钎焊过程的影响

为克服高锡含量的AgCuZnSn钎料因脆性大而难以加工成形的问题,借鉴药芯焊丝的理念,设计了添加CuSn合金粉粉芯的复合药芯银钎料,研究了粉芯中添加质量分数30%～70%Cu60Sn40合金粉对药芯银钎料的润湿性、紫铜/Q235钢钎焊接头组织、界面显微硬度及抗拉强度的影响。结果表明,钎焊过程中芯部CuSn合金粉和外层BAg30CuZnSn原位反应合成高锡含量的AgCuZnSn钎料,获得了成分均匀,结合良好的接头。随着药芯粉芯中合金粉含量的升高,复合药芯银钎料在紫铜板及Q235钢板上的润湿面积不断增大,Cu/Q235钢钎焊接头显微硬度不断升高,抗拉强度呈现先升高后降低的趋势。当药芯粉芯中CuSn合金粉的质量分数为30%时,Cu/Q235钢钎焊接头的抗拉强度取得最大值(198.91 MPa),提高了23.4%。     

钎焊过程原位合成高强度银钎料

AgCuZnSn合金具备高强度、成分无害化的优势,在绿色制造中应用前景广阔,但Sn元素的加入导致的成形性能下降,限制了其使用. 为克服该不足,设计了一种使用AgCuZn/ZnCuAgSn/AgCuZn复合焊片在钎焊过程中原位合成AgCuZnSn高强钎料的方法,采用的复合钎焊片外层为AgCuZn低熔合金,内层为ZnCuAgSn合金,二者熔点接近且内层合金低于合成后钎料熔点,复合钎料的加工性优于同成分的AgCuZnSn钎料. 使用复合钎焊片进行了感应钎焊不锈钢试验. 结果表明,钎焊过程中两种合金几乎同时熔化,经瞬间保温后可充分熔合,获得高强度钎缝,采用该工艺获得的接头强度高于常规钎焊连接强度.     

锡镀层对BAg50CuZn钎料性能的影响

以BAg50CuZn钎料为研究对象,在其表面电镀锡,借助扫描电镜(SEM)观察锡镀层的表面形貌,采用差热分析仪(differential scanning calorimetry,DSC)和润湿试验炉分析锡镀层对合金钎料熔化温度和润湿性能的影响,并对镀覆锡后合金钎料的成分进行了讨论.结果表明,随着钎料表面镀覆Sn元素含量增加,合金钎料的DSC吸热峰向左偏移、熔化温度降低,钎料的润湿铺展性能呈上升趋势.在镀覆Sn元素含量为4.8%(质量分数)时,合金钎料表面锡镀层平整、致密,钎料的铺展面积最大,为236 mm2.镀覆元素Sn后的钎料中,Ag,Cu,Zn元素含量均减少,元素含量降低幅度大小顺序依次为Cu,Ag,Zn.     

钎焊材料行业发展与标准化需求

概述了中国钎焊材料行业发展现状,综述了ISO,EN,GB,AWS等标准化组织及其钎焊材料标准化研究现状,并对钎焊材料标准中的关键指标进行了分析。针对自动化、智能化钎焊制造需求,提出了未来国内钎焊材料标准化发展方向。     

退火时间对BAg45CuZn钎料组织和性能的影响

以制冷、工具等行业常用钎料BAg45CuZn为对象,分析了退火时间对其组织和性能的影响。结果表明:BAg45CuZn钎料合金主要相组成为Cu(铜固溶体)、Ag(银固溶体)、Ag-Zn、Cu-Zn化合物;在580 ℃保温不同时间,钎料的组成相并未发生变化,而各相的比例和形态发生部分改变;其中以共晶组织尤为明显,随着保温时间的延长,其由细小的共晶组织转变为粗大的共晶组织;共晶组织中Cu-Zn、Ag-Zn化合物的硬度较高,致使整个基体的显微硬度明显提高,脆性增大,钎料加工性能变差;580 ℃保温不同时间钎料流铺性和接头强度均发生明显变化,对钎焊工艺性造成较大影响。     

稀土对Al-Si-Zn-Cu钎料工艺性能的影响

在Al-Si-Zn-Cu 钎料的基础上添加La,Ce混合稀土,研究了La,Ce对钎料组织及力学性能的影响。结果表明,随着稀土元素含量的增加,Al-Si-3Zn-15Cu钎料合金的抗拉强度、铺展面积均逐渐增大。添加稀土的Al-Si-3Zn-15Cu合金的微观组织为α-Al固溶体+(Al+Si)共晶+(Al+Si+Cu)共晶+Si相。La,Ce混合稀土减少了杂质在晶界上的偏聚,降低了晶粒长大速度,细化了晶粒。稀土对第二相粒子进行变质,使其网状结构得以优化和改善,因而提高了钎料的强度和塑性。     

珩磨工具用中温钎焊材料的研制

针对目前珩磨条钎焊存在的问题,采用中温钎焊对珩磨工具进行了连接试验,对中温钎焊用钎料的化学成分进行了调整,测试了钎料的熔化温度、钎料对珩磨条的润湿性以及钎焊接头的抗拉强度,并比较了不同钎料钎焊后珩磨工具的变形量.研究表明:中温钎焊工艺变形小,强度较高,是珩磨条连接的可行方式.     

Ag-Cu-Ti钎料钎焊金刚石的界面微观组织分析

在真空炉中采用Ag-Cu-Ti钎料对金刚石磨粒进行了真空钎焊试验,实现了金刚石与钢基体的高强度连接.采用SEM对金刚石与钎料界面、金刚石表面碳化物形貌进行了观察分析,采用EDS分析了金刚石与钎料界面的成分变化,采用Raman对焊后的金刚石结构进行了分析.结果表明,Ag-Cu-Ti钎料中的Ti元素在界面处发生偏析,并在金刚石表面生成尺寸小于1 μm块状TiC,金刚石在焊接过程的高温中没有发生石墨化,最后在界面上形成了金刚石/TiC/钎料/钢基体的梯度结合层.     

钎料钎剂复合型绿色钎料研究进展

钎焊是制造业的关键基础技术之一,复合钎料是践行钎焊绿色化、自动化的重要手段,与传统钎料相比,复合钎料可实现钎剂定位—定温—定时—定量精准反应.综述了国内外钎料钎剂复合型钎料的分类和特点,分析了药芯钎料、药皮钎料、粉末合成钎料等的制备技术、成分设计和典型应用,指出了目前研究的不足,并对复合钎料未来的发展方向提出了建议:借...     

A dissolution model of base metal in liquid brazing filler metal during high temperature brazing

Controlling the dissolution of the base metal in the liquid filler metal is very significant for both brazing and soldering processes, in particular for high temperature brazing. A model for quantitatively evaluating the dissolution thickness of base metal in liquid brazing filler metal is established, that produces consistent predictions with experiment.