SiC_P/Al复合材料的钎焊工艺研究

采用Zn98Al和Zn72.5Al两种Zn-Al药芯钎料对SiCP/Al复合材料进行氩气保护钎焊试验,研究了钎焊温度和保温时间对接头剪切强度及显微组织的影响。结果表明,用这两种钎料在氩气保护炉中钎焊SiCP/Al复合材料,可以获得质量良好的钎焊接头。对Zn98Al钎料,当温度为490℃、保温45min时可获得剪切强度为71.01MPa的钎焊接头;而Zn72.5Al钎料,在温度为560℃、保温11 min时可获得剪切强度为63.71MPa的钎焊接头。两种钎料的钎焊接头显微硬度均略低于母材。两种接头钎缝区的XRD相结构分析发现,钎缝中都只存在α(Al)和β(Zn)两相;接头断口扫描观察显示,接头整体呈韧性断裂特征。     

奥氏体不锈钢与纯铜的真空钎焊工艺研究

采用BAg72Cu共晶钎料对奥氏体不锈钢与纯铜的真空钎焊工艺进行研究.通过剪切试验、光学显微镜观察、扫描电镜及能谱分析等手段研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响.试验表明,钎缝中心区为AgCu共晶组织,两侧界面反应区为铜基固溶体,钎焊温度对钎焊接头的组织和性能影响明显,而保温时间对其影响不明显.当钎焊温度865℃、保温时间10min时,剪切强度最高,达到160 MPa.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,钎料流淌较多,接头强度也较低.以865℃为钎焊温度,改变保温时间,在10～45 min保温时间内接头的剪切强度变化不大.     

锡钎焊工艺参数对钎焊接头力学性能的影响

在不同的锡钎焊温度和保温时间下制备锡钎焊接头,探讨了锡钎焊工艺对其接头剪切强度的影响.试验结果表明:随钎焊温度的升高或保温时间的延长,钎焊接头的剪切强度均呈现先上升后下降的趋势,且当钎焊温度高于300℃后,其剪切强度下降.在本试验条件下,钎焊温度260℃、保温时间20 s为最佳匹配工艺参数,接头的可靠性较高.     

采用Ni基钎料和Cu中间层真空钎焊W/CuCrZr的接头组织和性能研究

以20μm厚的纯Cu片作为中间层,采用20μm厚的非晶态Ni基钎料箔在在900、930、950℃下保温10min真空钎焊W和CuCrZr合金。采用SEM和EDS分析了钎焊接头的界面形貌,检测钎焊接头的剪切强度及显微硬度。结果表明,中间层Cu与母材CuCrZr合金一侧界面结合良好,在CuCrZr合金一侧形成了钎焊热影响区;钎料与W母材界面处形成了反应层,在W母材侧有微裂纹。随着钎焊温度的升高,W侧裂纹增多,造成接头性能的迅速恶化。W和CuCrZr的钎焊温度最好控制在930℃以下。以纯Cu片为中间层,采用Ni基钎料钎焊W和CuCrZr的过程,实质上是Ni与Cu、W互相扩散并反应生成化合物层和固溶体的过程。钎焊接头的最佳剪切强度为144MPa,断裂主要发生在W母材及W与反应层之间的界面。钎缝区域的显微硬度随钎焊温度的升高而降低,CuCrZr合金焊接热影响区的硬度高于其母材。     

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.     

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.     

Al2O3弥散强化铜与T2铜的真空钎焊工艺研究

使用Ag-Cu-Ti钎料以及Ag-Cu-Ti+BAg72Cu复合钎料对Al2O3弥散强化铜与T2铜进行真空钎焊,研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响。结果表明,温度过低,钎料与母材相互冶金作用较弱,接头性能较差;温度过高或保温时间过长,钎料向弥散强化铜中毛细渗入严重,焊缝中出现孔洞,接头强度也下降。利用Ag-Cu-Ti+BAg72Cu复合钎料进行钎焊能有效提高接头强度。     

Al2O3陶瓷/AlSiMg/1A95铝合金间接钎焊接头组织与性能的研究

采用Al-Si-Mg钎料制备了表面Mo-Mn化后镀Ni的Al2O3陶瓷与1A95铝合金真空钎焊接头,研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和剪切性能的影响,并分析了接头的界面微观组织及断口形貌。研究表明,最佳钎焊工艺为580 ℃×20 min,接头的抗剪强度达到74 MPa,此时接头界面结构为Al2O3/Mo-Mn/Al3Ni/α-Al/1A95。随着钎焊温度的升高,界面处Al3Ni化合物厚度增加;随着保温时间的延长,界面处产生了Al12Mo化合物覆盖在Al3Ni化合物上方。接头的断裂形式均为脆性断裂：当钎焊温度较低保温时间较短时,断裂主要发生在靠近铝合金与钎料层的界面处。最佳工艺条件下,断裂一部分发生在钎料和镀镍层的反应区内,一部分发生在靠近铝合金与钎料层的界面处。随着钎焊温度或保温时间进一步提高,断裂主要发生在钎料和镀镍层的反应区内。     

Cu—Ni—Be合金与T2铜真空钎焊及热处理一体化工艺研究

通过SEM、EDS、金相显微镜及拉伸试验分析了不同钎焊温度下钎焊接头的显微组织及性能特征,研究了保温时间对经真空钎焊、淬火复合工艺及时效处理后母材Cu-Ni-Be合金和接头组织及性能的影响.结果表明,钎焊温度对母材与钎料间的冶金作用影响明显,钎焊温度为935℃时,钎焊接头抗拉强度最高达228MPa;除10 min外,随着保温时间的延长,接头及母材性能变化不明显,热处理后接头性能较退火态有所下降;采用CuMnNi钎料进行Cu-Ni-Be合金与T2铜真空钎焊及热处理一体化工艺能够恢复母材性能的92%,接头强度达144MPa.     

高体积比SiC_P/Al复合材料真空钎焊工艺研究

在三个不同温度和三个不同保温时间下,用Al66-Si5-Cu26-Zn2-Ti1钎料真空钎焊表面镀镍的65%体积比SiCP/Al复合材料。通过剪切强度测试、显微组织分析、能谱分析等手段研究了钎焊接头的组织和性能,对比出最佳钎焊工艺。结果表明:镍层在钎焊过程中起到了桥梁作用,改善母材的焊接性,钎料透过镍层进入母材,镍层向母材中扩散,达到了母材与母材的钎焊而不是镍层之间焊接;570℃保温30 min下钎焊效果最好,结合实际生产要求高效率和低能耗,575℃保温20 min的工艺方法效率更高更适于实际生产。     

钎焊保温时间对GH738与GH4169镍基合金真空钎焊接头组织性能的影响

用镍基钎料钎焊镍基合金时钎焊保温时间对钎缝易产生金属间化合物、晶界渗入脆化现象有重要影响,因此采用5、15和45min三种钎焊保温时间对镍基合金进行真空钎焊试验,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪及硬度计等研究了三种钎焊保温时间下钎焊接头微观组织、成分及显微硬度分布等内容。结果表明,随着钎焊保温时间的延长,接头钎料与母材之间的元素扩散越充分,当钎焊保温时间为45min时,接头组织大部分为固溶体。     

Al_2O_3弥散强化铜与CuCrZr合金的真空钎焊及热处理一体化工艺研究

采用Ag-Cu-Ti钎料对Al_2O_3弥散强化铜与CuCrZr合金进行真空钎焊,研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响,分析了经真空钎焊后直接淬火+时效处理对母材CuCrZr合金及接头性能的影响.结果表明,钎焊温度过低或保温时间过短,钎料与母材相互冶金作用较弱,接头性能较差;钎焊温度过高或保温时间过长,钎料向弥散铜中毛细渗入严重,焊缝中出现孔洞,接头强度也下降.经过随后的时效处理可以部分恢复母材CuCrZr合金的性能.     

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。     

TC4钛合金和YG8硬质合金的钎焊工艺

针对钛合金和YG8型硬质合金异种材料的真空钎焊工艺和接头可靠性问题展开研究,采用润湿性实验、金相显微镜、显微硬度计、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等实验及测试手段,对Ag94AlMn钎焊试样接头的微观组织结构、维氏硬度、接头剪切强度等进行试验分析。结果表明,银基钎料与钛合金、硬质合金界面冶金结合良好,焊缝表面组织均匀,无微裂纹。钎缝组织为Ag基固溶体,硬质合金母材Co、W元素和钛合金母材Ti、V元素向钎缝内扩散甚少,几乎不发生母材溶蚀;TC4与YG8真空钎焊异种金属真空钎焊,选择银基钎料以及钎焊温度920℃、保温时间10 min的工艺参数,接头剪切强度最高。     

Sn-Zn钎料钎焊镁合金AZ31B接头的显微组织及力学性能

以Sn-Zn钎料对变形镁合金AZ31B进行了炉中钎焊,研究了变形镁合金AZ31B钎焊接头的微观结构与连接强度。采用XRD、SEM、EDS等仪器分析了钎焊接头的界面组织和钎缝物相,测试了钎焊接头的剪切强度与钎缝组织的显微硬度。结果表明,Sn-Zn钎料在钎焊过程中与母材AZ31B发生溶解与扩散作用,在钎缝中生成金属间化合物Mg2Sn和(β-Sn+Mg2Sn)共晶组织。钎焊接头中母材的显微硬度最低,Mg2Sn的显微硬度最高,钎焊搭接接头平均抗剪切强度达到48 MPa。钎焊搭接接头的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂主要发生在共晶组织和Mg2Sn相处。     

6063铝合金真空钎焊工艺研究

采用快冷甩带技术制备了Al-33.3Cu-6.0Mg-3.0Ni组分的箔状钎料,并把部分箔状钎料磨成粉状钎料,分别对6063铝合金进行真空钎焊,对钎焊接头的剪切强度进行测定,通过光学显微镜、扫描电镜结合能谱分析等方法对接头显微组织进行观察和分析。结果表明,真空钎焊最优工艺参数为:使用箔状钎料,压力4 MPa,加热温度为550℃、保温时间30 min。使用箔状钎料钎焊的接头剪切强度最大值为50.22 MPa,剪切强度明显高于使用粉状钎料钎焊的接头,粉状钎料钎焊接头中大量黑色点状区域的存在是造成接头强度明显降低的直接原因。     

Al-Si钎料与母材的相互作用

本文研究了在钎焊温度下保温时,Al-Si共晶钎料与母材的相互作用。试验指出:在钎焊温度下保温,钎缝中钎料与母材的相互作用主要是母材向钎料中的溶解,而未观察到钎料沿晶界向母材扩散的现象。     

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.     

感应钎焊工艺对钎缝组织和性能的影响

采用扫面电子显微镜、万能力学试验机等方式系统地研究了钎焊温度、钎剂用量、保温时间等工艺参数对硬质合金铣刀钎缝质量的影响。研究结果表明,高温对钎缝强度的损伤程度要明显高于低温的影响,钎剂在高温失效显著,无法对被焊区域进行有效保护,钎缝内部氧化明显,氧含量高达30%以上;被检区域内均出现氧元素的富集,富铜相的抗氧化能力明显弱于富银相;相同钎焊温度延长保温时间到5～6 s时,钎料在母材上的润湿性得到明显提高,钎焊接头抗拉强度达到410 MPa以上,但如继续延长保温时间,钎剂将失去保护能力,接头强度急剧下降;钎焊过程中钎剂涂敷量较大时,钎缝界面处易残留钎剂夹渣,影响接头性能,必须合理调控钎剂用量。     

两种钎料对不锈钢钎焊接头组织和力学性能的影响

采用四号锰基钎料真空钎焊2Cr13不锈钢,研究了钎焊温度对其接头组织和室温及高温剪切强度的影响,并与Ni-Cr-P钎料钎焊不锈钢接头进行了对比.结果表明:四号锰基钎料钎焊接头组织由Mn-Ni基的单相Mn-Ni-Cu-Fe-Cr-Co固溶体组成,接头室温剪切强度随着钎焊温度的升高逐渐增加;Ni-Cr-P钎料钎焊接头组织由Ni-Fe基固溶体和Ni(Cr,Fe)-P化合物组成,接头室温剪切强度低于四号锰基钎料钎焊接头的室温剪切强度.当测试温度超过500℃时,Ni-Cr-P钎料钎焊接头的高温剪切强度降低幅度不大,四号锰基钎料钎焊接头降低明显,但仍高于Ni-Cr-P钎料钎焊接头的高温剪切强度.