Cu-P基非晶钎料钎焊机理

采用CuP7．7Sn5．4Nil4Si0．2Zr0．04晶态与非晶钎料钎焊紫铜,通过微观手段对比分析了钎焊温度和保温时间对晶态与非晶态钎料钎焊接头成分和组织的影响．结果表明,CuP7．7Sn5．4Nil4Si0．2Zr0．04非晶钎料钎焊接头由界面区、扩散区以及钎缝中心区组成;随钎焊温度提高或保温时间增加,晶态钎料和非...     

镍基钎料钎焊不锈钢的钎缝组织及工艺的研究

研究了常用镍基钎料BNi-2钎焊1Cr18Nj9Ti不锈钢的钎缝组织特征和相组成以及采用扩散热处理和加压钎焊工艺对钎缝组织的影响,钎缝宽度对接头性能的影响.研究结果表明,采用合适的扩散热处理和加压钎焊工艺可以有效的消除钎缝组织中的脆性化合物相,合适的钎缝宽度可以提高钎焊接头的物理性能.     

Cr元素对Ni基无硼钎料钎焊金刚石的组织及性能影响

针对B元素易使钎焊金刚石接头出现较多硬脆相的问题，制备一种新型Ni–Cr–Si–Cu–Sn无硼活性钎料，分析Cr元素对钎料组织和钎焊金刚石试样性能的影响规律。结果表明:Cr元素具有细化钎料晶粒和调控钎料中各元素分布的作用，可以提高钎料合金的显微硬度。当Cr元素质量分数过高时，会使钎料的熔点升高，钎料的润湿性能下降。综合来说，含有质量分数为15%的Cr的无硼钎料性能最佳，钎焊金刚石试样的磨削性能较优良，接头处出现多种形状的Cr₇C₃相，实现了钎料对金刚石的高强度连接。      

钎剂复合型4047钎料组织及钎焊性能分析

采用粉末锻造法制备了钎剂复合型铝硅共晶4047复合钎料,并对比研究了自制钎剂复合4047钎料与市售药芯钎料、进口钎剂复合钎料的组织与钎焊性能。结果表明：钎剂复合4047钎料存在两个吸热峰,钎剂熔点略低于钎料合金熔点。钎剂复合4047钎料的润湿铺展面积为363 mm2,与进口钎料（353 mm2）接近,二者均优于药芯钎料（311 mm2）。在85%湿度、35 ℃环境条件下,钎剂复合4047钎料与进口钎料的抗吸潮性优良,药芯钎料放置72 h、144 h、216 h的吸潮率分别为3.88%、4.02%、4.27%,钎剂吸潮增重明显。钎剂复合4047钎料组织分析结果表明,钎剂颗粒被钎料合金包裹、固定在基体组织内,钎剂尺寸细小、分布均匀,压实系数高。钎剂复合4047钎料钎焊性能较好,钎缝区组织致密,钎着率高,6061/3003搭接接头断裂强度平均达107.5 MPa,断裂发生在3003侧热影响区。     

钛基钎料真空钎焊立方氮化硼的分析

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料在优化钎焊温度和时间下对CBN磨粒进行了真空钎焊试验,实现了CBN与钢基体的高强度连接.采用SEM对CBN表面化合物三维形貌进行了观察分析,采用EDS分析了CBN表面化合物及钎料与钢基体界面成分变化,采用XRD对焊后的CBN磨粒及其表面的化合物进行了物相分析,最后对CBN试样进行了断口分析.结果表明,CBN表面生成了Ti元素的的针状、块状化合物TiB2和TiN,磨粒与钎料间界面形成化学冶金结合,这正是CBN与Ti-Zr-Ni-Cu有良好润湿性和高强度连接的主要原因.断口形貌的分析表明,CBN与Ti-Zr-Ni-Cu钎料间的断口发生在CBN磨粒内部,说明CBN磨料与Ti-Zr-Ni-Cu合金钎料的结合强度大于CBN磨粒本身的强度.     

Ag-Cu基复合钎料钎焊SiC陶瓷

向Ag-Cu-Ti粉末添加碳化硅颗粒(SiC_p)增强相构成复合钎料,用于钎焊SiC陶瓷材料,借助扫描电镜(SEM)观察钎焊接头内部组织,采用万能试验机测试焊缝剪切强度。结果表明,在Ag-Cu基钎料及活性Ti成分一定的条件下,V_(SiC_p)在10%～15%时,接头中SiC_p均匀分布,且其与Ag-Cu-Ti钎料基体组织结合紧密,形成强毛细作用,促进接头内活性元素Ti的扩散能力,在SiC陶瓷/钎料界面形成约4μm致密层,成分相主要由TiC、Ti_5Si_3、Ti_3SiC_2组成。SiC_p含量为15%时,接头处的剪切强度提高至138 MPa。该成分钎料不仅具有较好的填缝能力,而且显著优化接头的力学性能,是一种很有潜力的钎焊陶瓷的复合钎料。     

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.     

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.     

激光钎焊AgCu基钎料润湿性理论模型构建

通过向Ag Cu_(28)共晶粉末中添加适量活性元素钛(Ti)、锆(Zr),制备了AgCu_(28)-4.5Ti和AgCu_(28)-4.5Ti-4Zr两种活性复合钎料,研究了脉冲激光作用下两种钎料的润湿性能。通过三维电控超景深显微镜实验及钎料润湿性理论模型两种方法进行了润湿角的测量计算。结果表明,活性元素Zr能够促进Ag Cu基钎料的润湿铺展性能,使钎料润湿角降低约10°,含Zr钎料的钎焊性能良好。当润湿角在40°左右时,该理论模型能够准确求得钎料焊后润湿角;当钎料润湿性能增强时,钎焊层润湿角测量值与计算值间的误差有所增大,钎料润湿角在30°左右时,其相对误差约为10%。     

Ti-28Ni钎料真空钎焊TZM合金接头界面组织与力学性能

在钎焊温度为1040℃时,采用Ti-28Ni(质量分数,%)钎料实现了TZM合金的真空钎焊连接。采用SEM、EDS等方法分析了接头界面的微观组织结构,并研究了保温时间对TZM合金接头界面结构和性能的影响规律。结果表明,接头的典型界面组织结构为:TZM/Ti_(ss)/δ-Ti2Ni/Ti_(ss)/TZM;随保温时间的延长,焊缝宽度逐渐变小,其中连续的Ti_(ss)层厚度基本无变化,中间的δ-Ti_2Ni层厚度有所降低;同时,TZM母材向焊缝中的溶解量增加。保温时间较短时,焊缝中残留有未溶解的TZM块,延长保温时间使母材溶解更充分。当保温时间为10 min时,接头平均抗剪强度最高为92.6 MPa,断裂发生于δ-Ti_2Ni层,为脆性沿晶断裂。     

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。     

铜磷基非晶钎料的钎焊性能研究

利用单辊甩带法制备成分为(原子分数,%)Cu_(68.6)P_(14)Ni_(13)Sn_4Si_(0.4)的铜磷基非晶钎料。采用X射线衍射分析、差示扫描量热分析、扫描电镜分析等方法研究非晶钎料的显微组织、熔化特性、润湿性和钎焊性能,并与HL201和HL205两种普通市场钎料的相应性能进行了了对比。结果表明:铜磷基非晶钎料较铜磷市场钎料的显微组织均匀、熔化温度明显降低、熔化区间小、润湿性好,有利于提高钎焊接头性能。     

Cu基微晶钎料高频钎焊0Cr18Ni9Nb/YG6分析

应用Cu-xSn（X=7,13．5,质量分数％）微晶钎料对0Cr18Ni9Nb不锈钢与YG6硬质合金进行了高频钎焊,分析了钎焊接头的相组成、组织形态和界面元素分布特征,探索了钎料成分和原子互扩散与接头组织之间的相关规律。结果表明,在感应钎焊过程中,Cu基微晶钎料表现出了良好的润湿性和铺展性,液态钎料与母材之间发生了一定程度的原子互扩散,实现了0Cr18Ni9Nb／YG6的焊接。钎接接头组织致密均匀,无夹渣和气孔缺陷产生。0Cr18Ni9Nb／Cu-xSn／YG6钎缝组织由α-Cu固溶体和少量金属间化合物组成,钎料中锡含量的增加使钎缝化合物数量有所增加。近界面母材组织无明显粗化现象。     

钎焊立方氮化硼BCu80Ni5SnTi活性钎料的组织与性能

研制一种适合钎焊立方氮化硼与45钢异质材料的新型高温BCu80Ni5SnTi活性钎料,采用SEM、EDS及XRD对BCu80Ni5SnTi系活性钎料的微观组织及钎焊接头力学性能进行研究.结果表明:适合钎焊c-BN的活性钎料成分为Cu78～81Ni5～6Sn3～5.5Ti10～12(质量分数,%),固相线温度为858.4 ℃,液相线温度为874.8℃;钎料组织由α-Cu固溶体、Ni固溶体、Cu-Sn共晶及少量Cu_4Ti_3、Cu_3Ti_2、Cu_3Sn、CuSn和Ni_(17)Sn_3等化合物组成;该钎料对c-BN的润湿性较好,润湿角为28°～30°,钎焊c-BN与45钢的接头强度为210～230 MPa;新型钎料钎焊冶金特性较好,钎焊接头界面实现冶金结合.     

锰基钎料钎焊不锈钢接头组织和性能

采用自制BMn50NiCuCrCo钎料真空钎焊OCr13不锈钢,对其钎焊接头的显微组织和室温及高温力学性能进行了研究.结果表明:接头组织由Mn-Ni-Cu-Fe-Cr-Co固溶体组成,其显微硬度明显高于母材;钎缝室温强度可达275.0 MPa,随测试温度升高逐渐降低,在400℃时降至230.5 MPa,测试温度进一步升高,强度明显下降,500℃、600℃分别为164.4 MPa和96.3 MPa.     

AgCu基钎料钎焊Ti_3Al基合金的接头组织与性能

在880℃/10 min规范下,采用Ag-28Cu、Ag-35.2Cu-1.8Ti和Ag-27.4Cu-4.4Ti 3种AgCu基钎料进行了针对TD3合金的润湿性试验。试验结果表明,3种AgCu基钎料在TD3合金上表现出了良好的润湿性,并且能成功实现对TD3的连接,接头中未出现熔蚀和裂纹等缺陷。3种接头的钎缝基体主要由Ag基固溶体组成,其中分布着灰黑色的Ti-Cu相;Cu向TD3基体中扩散,与Ti相互作用生成Ti-Cu相的同时,也增加了钎缝的宽度。随着钎料自身含Ti量的提高,接头平均剪切强度逐渐增大,且接头强度受Ti含量影响较为明显。采用Ag-27.4Cu-4.4Ti钎料的接头获得了最大剪切强度,其平均值为163.8 MPa。     

Al-Si-Ge-Zn钎料钎焊6061铝合金接头组织与性能分析

采用新型Al-Si-Ge-Zn钎料钎焊6061铝合金,对钎料及钎焊接头的组织和性能进行了分析,并与Al-Si-Zn和Al-Si-Ge钎料进行了对比. 结果表明,Al-Si-Ge钎料熔点较低,但高的Ge元素含量促使钎缝中形成粗大的脆性初生GeSi相,恶化了钎焊接头组织和性能;Al-Si-Zn钎料由于Zn元素含量较高,引起钎缝中Si元素偏析聚集为大片状,严重影响钎焊接头的力学性能;向Al-Si共晶中添加适量的Ge和Zn元素,维持了较低的钎料熔化温度,同时细化了钎料合金的显微组织,脆性初生GeSi相和片状硅相消失,细小分散的锗,硅固溶体相均匀分布在α-Al基体中. 采用Al-Si-Ge-Zn钎料钎焊6061铝合金,钎焊接头抗剪强度最大.     

几种Ag基钎料钎焊NiTiNb形状记忆合金的接头组织及性能

采用AgCuInTi、AgCuTi和AgCuPd三种钎料对NiTiNb形状记忆合金进行真空钎焊,对应的钎焊温度分别为780℃、880℃和980℃,获得了冶金质量良好的接头。微观分析结果表明,三种接头的中心区域均生成了Ag基固溶体,在该固溶体区与NiTiNb母材之间生成了灰黑色扩散反应层,其中AgCuInTi和AgCuTi钎料对应接头的反应层中生成了(Cu,Ni)Ti化合物相,而AgCuPd钎料对应接头的反应层中生成了(Cu,Pd,Ni)-Ti相。测试三种钎料对应接头的室温抗拉强度,强度最高的是AgCuPd钎料对应接头,平均值达到593 MPa;其次为AgCuInTi钎料对应接头,抗拉强度为528 MPa;强度最低的是NiTiNb/AgCuTi/NiTiNb接头,平均值为459 MPa。保温时间对NiTiNb/AgCuInTi/NiTiNb接头微观组织及强度影响较小。分析接头断口发现,断裂主要发生在性能薄弱的(Cu,Ni)Ti相区或(Cu,Pd,Ni)-Ti相区。