CuCr1Zr铜合金感应钎焊工艺及钎焊接头组织性能的研究

CuCr1Zr铜合金广泛用于交流牵引电机转子端环,对数根导条与铜端环进行整体钎焊。本文对交流电机转子导条与铜端环实行整体感应钎焊工艺的可靠性进行了重点研究,着重分析了钎焊区的成分、组织和性能,把钎焊界面区作为主要研究对象,探讨工艺方法和工艺参数对钎焊接头质量的影响。对接头进行拉伸试验,用金相显微镜和扫描电镜(SEM)分析钎焊区的组织及化学成分,结果表明,端环与铜导条钎焊接头力学性能一致性好,连接可靠,该工艺可应用于交流电机转子铜合金端环的整体感应钎焊。     

CuCrlZr铜合金感应钎焊工艺及钎焊接头组织性能的研究

CuCrlZr铜合金广泛用于变流牵引电机转子端环,对数根导条与铜端环进行整体钎焊.本文对交流电机转子导条与铜端环实行整体感应钎焊工艺的可靠性进行了重点研究,着重分析了钎焊区的成分、组织和性能,把钎焊界面区作为主要研究对象,探讨工艺方法和工艺参教对钎焊接头质量的影响.对接头进行拉仲试验,用金相显微镜和扫描电镜(SEM)分析钎焊区的组织及化学成分,结果表明,端环与铜导条钎焊接头力学性能一致性好,连接可靠,该工艺可应用于交流电机转子铜合金端环的整体感应钎焊.     

中温无镉钎料的研究进展

本文论述了国内外在"无镉化"的趋势下中温无Cd钎料研究的现状,主要通过在Ag钎料中添加合金元素,如Ga,In,Sn,Ni等来调整钎料合金熔化温度区间及提高钎料的性能,但与含Cd钎料相比,在熔化温度及钎料合金的工艺性能和力学性能方面仍有较大差距.同时在Ag钎料的替代钎料--中温Cu基钎料的研究上也取得了一定的成果,但在钎焊钢及不锈钢方面受到了局限,还不能完全替代Ag基钎料.     

铜-铝异种金属钎焊材料的研究现状

从钎剂和钎料两方面对国内外有关铜-铝异种接头钎焊材料的研究成果进行了综述,重点介绍了铜-铝异种接头钎焊连接过程中无腐蚀性钎剂和钎料成分对钎焊接头结合机理、界面反应、金属间化合物的微观结构及生长规律等的影响。然而,铜-铝异种接头钎焊材料的应用过程中仍存在以下问题：无腐蚀性钎剂熔化温度和价格均较高,适用范围较窄;铝硅系钎料熔化温度较高,铝合金容易过烧熔蚀;钎料洁净度低,钎缝处容易出现氧化夹杂,影响钎焊接头的力学性能。     

微米锡刷镀层对AgCuZnSn钎料性能的影响

以BAg34CuZnSn钎料为研究对象,在其表面刷镀微米锡层,利用SEM和XRD表征锡刷镀层的组织和结晶取向,采用差热分析仪(DSC)、润湿试验炉、万能拉伸试验机分析刷镀锡含量对钎料熔化温度、润湿性、抗拉强度的影响,并对刷镀锡后钎料的电阻率和断后伸长率进行了讨论. 结果表明,BAg34CuZnSn钎料表面微米锡刷镀层平整、致密,孔隙率小,结晶晶粒呈现明显的(200),(112)择优取向. 随着钎料表面刷镀锡含量升高,AgCuZnSn钎料的DSC吸热峰向左偏移、熔化温度逐渐降低,钎料润湿面积和断后伸长率呈上升趋势,而钎料的抗拉强度和电阻率逐渐下降. 在刷镀锡含量为2.0%时,钎料的润湿面积和断后伸长率最大,而钎料熔化温度、抗拉强度和电阻率最低.     

烧结压力对自钎剂钎料性能的影响

采用热压烧结法制备了Al-12Si自钎剂钎料环,对不同烧结压力下钎料的润湿性、显微硬度和显微组织进行了研究. 结果表明,自钎剂钎料润湿性环随着烧结压力升高呈现上升趋势,在烧结压力为222 MPa时铺展面积达到152 mm2;随着烧结压力的增大,自钎剂钎料密度、显微硬度逐渐增大,但上升趋势变缓;钎料显微组织主要是灰色基体上均匀分布着黑色大块状相和白色小颗粒;XRD结果显示自钎剂钎料只有α-Al固溶体,初晶硅和Nocolok钎剂三种物相,热压烧结法制备自钎剂钎料未发生氧化、水解等反应,加上硅的活化作用保证了钎料高活性.     

低银无镉Ag-Cu-Zn钎料的合金化改性

介绍了低银无镉Ag-Cu-Zn系钎料的成分特点和研发思路,采用Sn、P元素对含银21 mass%的Ag-Cu-Zn系钎料进行合金化,讨论了Sn、P元素含量对钎料熔化温度及显微组织的影响。结果表明,随Sn含量增加,钎料的熔化温度可持续下降,同时晶内及晶界相的Sn固溶量增大,钎料趋于硬脆。微量P的添加能显著降低银钎料的熔点,(Sn+P)低水平复合添加可在满足熔化特性的同时,避免由于过量Sn固溶导致的加工成型困难,有利于钎料的实用生产。     

铟对低银Ag-Cu-Zn钎料显微组织和性能的影响

研究了低银Ag-Cu-Zn钎料(ωAg≤20%)的熔化特性、铺展性能、钎料显微组织。以黄铜/304不锈钢作为母材,采用火焰钎焊方法,进行了搭接钎焊试验。结果表明,低银Ag-Cu-Zn钎料显微组织主要由铜基固溶体、银基固溶体、Cu Zn化合物相构成。In的添加降低了Ag-Cu-Zn钎料的固、液相线温度,改善了钎料润湿性能;添加In的低银Ag-Cu-Zn钎料在凝固过程中析出富In的银基固溶体,起到了固溶强化的效果,改善了钎焊接头的显微组织,从而提高了钎缝接头的力学性能。使用17Ag Cu Zn-1In火焰钎焊黄铜/304不锈钢,钎焊接头成形美观、组织致密、无缺陷存在,综合性能与含银量为25%的BAg25Cu Zn Sn银钎料的性能相当,节银效果显著。     

微量Ca元素对AgCuZn钎料性能的影响

洁净钢用钎料的洁净度应随洁净钢的发展不断提高,为研究钎料在生产中引入的微量Ca元素影响,以BAg45Cu30Zn钎料为研究对象,借助综合热分析仪、扫描电镜等手段,分析了不同钙含量的钎料合金的熔化性能、微观组织以及铺展性能.结果表明,随着Ca元素含量增加,合金的固相线温度提高,液相线温度降低,固-液相线温度区间缩小;钙以CaO晶核形式存在于合金组织中,细化合金组织;Ca元素的存在降低了合金钎料在316LN不锈钢上的铺展性能.     

铜笼转子中频感应加热的氩弧焊

交流电机锏笼转子的端环与导条(均为紫铜)的焊接,目前普遍采用氧乙炔焰钎焊。这种工艺存在工件预热温度高(800℃左右),变形大;焊接部位表面氧化严重,钎料流动性差,熔合不良;钎焊接头焊后清洗工序繁多等缺点。为改善上述情况,提高经济效益,对TE型铜笼转子(图1)采用中频感应加热的氩弧焊,效果良好。加热及焊接设备加热设备为BPSD100/8000型中频发电     

真空电子管用新型梯度钎料的研究

根据梯度钎料钎焊温度范围、液相线温度差等技术要求,进行了梯度钎料合金体系的选择、熔化温度及钎焊温度范围的设计,通过对选择的梯度钎料进行熔化温度测试,在母材无氧铜上的润湿铺展性试验、清洁性及溅散性等试验,初步验证了不同牌号的Ag-Cu-Pd系合金满足二、三级梯度钎料的设计要求,所选的一级钎料AgZr合金性能较差,不能满足一级钎料的设计要求,所以尽快研制一级钎料是下一步工作的重点。     

铝钎料膏的研制及其在钎焊中的应用

研制了铝硬钎焊用钎料膏 ,对其工艺性能进行了研究。将钎料粉分离成不同的颗粒度配制成钎料膏进行实验 ,结果表明随着钎料粉颗粒度的增加 ,钎料膏的流动性和填缝性能力增强 ,在保证钎料膏能填缝的前提下 ,钎料粉的颗粒度越大 ,所需钎剂的量越小 ,可以降低钎料膏的成本。用Al Si共晶合金粉、氟化物钎剂和粘结剂按适当比例配制成膏状 ,确定了钎料膏各组分的最佳配比及其焊接工艺参数 ,实验表明配制的钎料膏具有较好的焊接性能和焊缝成型性。     

镀锡AgCuZnSn钎料熔化特性的热力学分析

以BAg50CuZn钎料为基材,采用电镀热扩散组合工艺制备了镀锡AgCuZnSn钎料。为了揭示镀锡银钎料的热力学特性,借助差示扫描量热仪(DSC)测定了镀锡银钎料的熔化温度,运用热分析动力学中的非等温微分法和积分法分析了镀锡银钎料的相变热力学特性,并利用金相显微镜和X射线衍射仪(XRD)对钎料熔化后润湿界面的显微组织和物相进行了分析。研究表明,随着Sn含量升高,在吸热峰镀锡银钎料由固态向液态转变的温度区间变窄,非等温微分法和积分法得到的钎料相变活化能均逐渐增大。在Sn含量为7.2%时,镀锡银钎料的相变活化能和指前因子最大,分别为555.56kJ/mol、1.41×10~(32),此时镀锡银钎料相变速率方程的表达式为:k=1.41×10~(32)exp(-5.56×10~5/RT)。7.2%Sn含量的镀锡银钎料在304不锈钢表面熔化后,润湿界面组织主要由Ag相、Cu相、CuZn相、Cu_5Zn_8相、Cu_(41)Sn_(11)相、Ag_3Sn相组成。     

TiZrFe钎焊料熔点及焊接组织研究

本文在TiZrFe共晶合金的基础上,研究了用Cu、Ni替代Fe对钎料熔点及组织结构的影响。研究结果表明,成分为Ti55Zr20Fe10Ni10Cu5的钎料的熔点最低,为846．1℃。通过快淬工艺将该钎料制成非晶带材,制得的非晶带钎料在真空条件下与母材Ti-6Al-4V进行焊接,用SEM观察钎焊区组织。发现需要在900℃下保温20min可获得较好的焊接组织。     

合金元素对Ag-Cu-Zn系钎料影响的研究现状及发展趋势

介绍了银基钎料的基本性能、应用现状及其分类,重点介绍了Ag-Cu-Zn系钎料的国内应用状况,并对该系列钎料的基础成分进行了简单分析.概述了Ag-Cu-Zn系钎料中杂质元素的研究状况及应对措施.分析了国内市场上无镉银钎料、含镉银钎料的性能、特点及主要用途.阐述了添加不同合金元素Mn和Ni、Si和P、Ga和In及稀土元素对Ag-Cu-Zn系钎料性能的影响,展望了Ag-Cu-Zn系钎料的发展方向,并指出通过添加多种微量元素优化钎料成分来保持原有优良性能将是未来研究的重点和热点.     

Ag55Cu21Zn17Sn5Ge2钎料加工工艺及其钎焊性能的研究

根据合金相图的基本原理,设计了Ag55Cu21Zn17Sn5Ge2中温钎料合金.利用金相显微镜、差示扫描量热仪分析了钎料的组织和熔化特性,对钎料合金进行了漫流性、润湿性和力学性能测试,并进行了钎焊组装试验和焊件破坏失效性试验.结果表明,该钎料合金对于Cu板具有良好的漫流性和润湿性,具有较高的抗拉强度和剪切强度.     

AgCuGa钎料的组织和性能

开发了一种银含量≤50%的新型Ag-Cu-Ga合金钎料,研究了Ag-Cu-Ga合金钎料的熔化特性、钎焊性能及接头的显微组织。结果表明,当Ag-Cu-Ga合金中Ga元素含量为5%时,其熔化温度为771～786 ℃,熔点适中,固液相温差较小。Ag-55Cu-5Ga合金铸态组织主要由富Cu相、富Ag相及Ag-Cu-Ga共晶相组成,这些塑性相为其提供了良好的加工性能。制备的0.1 mm带材清洁性、溅散性良好,在无氧铜、镍片上的铺展性能良好,在不锈钢上钎料有明显的收缩现象。搭接接头拉伸后在母材侧断裂,接头具有较高的强度。通过对接头界面组织分析,发现接头中形成了扩散层和大量的铜基固溶体及少量的细砂型共晶组织,扩散层及铜基固溶体从一定程度上提高了钎焊接头的强度。综合分析,Ag-55Cu-5Ga钎料是一种有望替代Ag-28Cu共晶钎料,满足真空电子器件封接需求。     

转子钎焊缺陷的相控阵超声检测

牵引电机转子的钎焊质量是保证电机可靠运行的关键,通过设计相控阵超声检测牵引电机转子端环导条焊接缺陷的设备、工装和检测方法,对牵引电机转子进行检测,并对结果进行对比分析,制定出了该型转子焊接质量的检测规范.     

新型Au-19.25Ag-12.80Ge钎料的制备及性能

Au-Ag-Ge三元相图,制备了新型Au-19.25Ag-12.80Ge(质量分数,%)钎料合金.利用DTA、扫描电镜对钎料的熔化特性及显微组织进行分析,并对其与纯Ni的润湿性加以研究.结果表明:钎料合金熔化温度为446.76～494.40℃.结晶温度区间为47.64℃.焊接温度在510～550℃范围内时,钎料合金与Ni的润湿性较好,同时有润湿环出现;钎料合金与Ni基体之间形成了一条明显的扩散层,能谱分析表明,该扩散层为Ge-Ni金属间化合物.采用先包覆铝热轧再冷轧,结合中间退火的加工工艺可制备厚度0.1mm的钎料薄带.     

腐蚀对复合银钎料的影响

采用恒温浸泡腐蚀、电化学腐蚀、润湿铺展测试和扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机等手段研究了复合银钎料中钎剂与钎料合金的腐蚀及钎料腐蚀对钎焊性能的影响。结果表明,银钎料处于含水钎剂环境中,会被钎剂腐蚀。在钎料中加入1.5%~2.5%的Sn,缩小了Ag-Cu-Zn合金中Ag-Zn相与Cu-Zn相之间的电位差,降低了两相之间的微电池效应,Sn细化Ag-Cu-Zn钎料中的共晶相,降低银钎料发生腐蚀的敏感性;用被腐蚀的银钎料钎焊钢,钎焊接头抗拉强度损失,在钎料中添加Sn可抑制损失程度。