快速凝固对Sn2．5Ag0．7Cu钎料合金熔化与铺展特性的影响

采用单辊法制备了快速凝固态Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金薄带.通过DSC检测和铺展试验研究了快速凝固对Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金熔化与铺展特性的影响.结果表明:快速凝固态钎料熔化区间为6℃.较常态钎料小9℃;与常态钎料相比,快速凝固态钎料能够在较低温度(260℃)、较短时间(3 min)实现速度更快、面积更大的铺展.     

电真空器件用金银锗钎料研制

研究了Au-Ag-Ge系列合金的熔化特性、加工性能以及钎焊性能。结果表明,在Au-12Ge合金中加入Ag元素,可以提高合金的熔化温度,但是仍不能满足使用要求。Au-52Ag-6Ge合金熔化温度为566～586℃,采用冷轧制+真空退火工艺可将合金加工制备为0. 10 mm厚的带材,清洁性、溅散性和铺展性能良好,可以与AgCu28共晶钎料、Ag Cu In钎料、AgCuInSn钎料形成四级梯度钎料,满足真空电子器件封接需求。     

Au-Ag-Si钎料合金的初步研究

针对目前熔点在450～500℃范围内的电子器件用钎料的空缺，通过分析Au-Ag-Si系三元相图，并根据其存在的共晶单变量线e1e2，制备了几种熔化温度在400～500℃的共晶钎料合金，并对其钎焊性和加工性能进行了初步的研究。DTA分析发现，合金的熔点在所选定的合金成分范围内随Ag含量的增加而升高。此钎料与Ni板浸润性较好；将钎料合金铸锭热轧后表明该合金作为可加工的实用钎料是合适的。同时，初步探讨了Cu元素对于Au-Ag-Si系合金的熔化特性和塑性变形能力的影响，结果表明Cu对于改善合金的加工性能和缩小固液相间距具有重要的意义。     

Ag和Ni元素对Sn-Sb-Cu无铅钎料熔化温度和铺展性能的影响

在Sn-Sb-Cu三元钎料合金中添加微量元素Ag和Ni,通过合金化形成Sn-Sb-Cu-Ag和Sn-Sb-Cu-Ni两种新型四元无铅钎料合金,以改善基体钎料性能.结果表明,在Sn-Sb-Cu钎料合金中添加微量元素Ag,合金熔化温度较基体钎料下降,铺展面积增大,这与钎料过热度增大,形成弥散低熔点相SnAg和液态钎料表面张力减小有关;添加微量元素Ni,合金熔化温度较基体钎料下降,铺展性能稍稍变差,这是因为添加微量元素Ni后,Sn-Sb-Cu-Ni液态钎料粘度提高,表面张力增大.且在钎料与铜基板处形成了多面体形状(Cu,Ni)6Sn5,且该相覆盖在Cu6Sn5表面,不利于液态钎料的润湿铺展.     

cnBi对Sn-0.8Ag-0.5Cu无铅钎料熔化特性和润湿性的影响

采用差示扫描量热仪和可焊性测试仪分析了Sn-0.8Ag-0.5Cu-xBi钎料的熔化特性和润湿性.结果表明,向Sn-0.8Ag-0.5Cu低银无铅钎料合金中加人适量Bi元素可显著降低合金的熔化起始温度和改善钎料的润湿性,当Bi质量分数达到3.0%时,熔化起始温度比原合金降低6.8℃,当Bi质量分数为2.0%时,最大润湿力达到最大值3.91mN.因此,添加适量的Bi可以同时达到降低低银钎料熔点和改善其润湿性的效果.     

微量Cu元素对Au-24Ag-3.25Si钎料合金组织和焊接性能的影响

通过分析相图,配制成分分别为Au-24Ag-3.25Si、Au-24Ag-3.25Si-1.5Cu、Au-24Ag-3.25Si-2.0Cu、Au-24Ag-3.25Si-2.5Cu4种合金,中频感应真空熔铸法制备铸锭,在流动氢气保护管式电阻炉中进行焊接实验,基板采用纯Ni片,焊接温度为550℃.使用微量型DTA差热分析仪测定钎料合金的熔化温度,并通过金相观察和扫描电镜观察结合X射线能谱分析对钎料合金的组织和焊接性能进行研究.结果表明,添加适量的Cu元素能降低Au-24Ag-3.25Si钎料合金的熔点,减小固液相间隔:Cu元素的加入使Au-24Ag-3-25Si钎料合金的显微组织发生了显著变化,有新固溶体的形成,使得钎料合金的硬度随之升高;Au-24Ag-3.25Si-1.5Cu钎料合金与Ni焊接后铺展形貌良好,润湿角较小,其焊接界面组织形貌与未添加Cu元素前基本一致,仍然有金属间化合物层(IMC)出现,能谱分析和线扫描结果显示,该IMC层由Ni和Si的金属间化合物组成,Cu元素的添加没有明显改善Au-24Ag-3.25Si钎料合金与Ni的焊接性能.     

LaNd含量对Zn9.3Al7Cu钎料熔点及硬度的影响

采用合金化原理,向Zn9.3Al7Cu基体钎料中添加混合稀土La Nd,制备出新型钎料合金。研究了La Nd含量对Zn9.3Al7Cu钎料熔点、布氏硬度、显微硬度的影响。结果表明:钎料合金熔化温度随着稀土含量的增加而提高,但增幅不大;当w(La Nd)0.1%时,Zn9.3Al7Cu0.1La Nd钎料合金的固液相熔化区间最窄,为37℃,较基体钎料减少7℃;随着La Nd添加量的增加,Zn9.3Al7Cu钎料合金的布氏硬度和显微硬度均提高;当w(La Nd)0.5%时,Zn9.3Al7Cu0.5La Nd钎料合金的布氏硬度和显微硬度最高,分别较基体钎料的提高了4.1%和6.2%。     

阴极组件钎焊用RuB合金钎料研制

阴极组件是微波器件的心脏部件,其连接技术水平对其性能和寿命具有极其重要的影响.根据Ru-B二元相图,设计了RuB合金钎料的化学成分,并进行了RuB合金钎料的制备、熔化温度及钎焊工艺等性能试验研究.结果表明:试验研究的RuB合金钎料的熔化温度为1 390～1 430℃;在母材W,Mo上的润湿性、铺展性能好,能完全润湿母材...     

Sn-6Bi-2Ag(Cu, Sb)无铅钎料合金微观组织分析

利用差示扫描量热计 (DSC)测定了Sn 6Bi 2Ag ,Sn 6Bi 2Ag 0 .5Cu ,Sn 6Bi 2Ag 2 .5Sb三种新无铅钎料合金的熔化温度。结果表明 ,少量Cu的加入能降低Sn Bi Ag系无铅钎料合金的熔化温度 ,而Sb的加入使合金的熔化温度升高。利用光学显微镜 (OM )、扫描电子显微镜 (SEM )、能谱分析 (EDX)对合金的微观组织进行了分析与比较 ,钎料合金的微观组织与冷却条件和合金元素的含量有关 ,Sb的加入使析出相的尺寸细化。硬度测定表明Sn Bi Ag(Cu ,Sb)无铅钎料合金的硬度远大于纯Sn的硬度 ,加入少量的Cu(0 .5 % ) ,Sb(2 .5 % )对Sn Bi Ag系钎料合金的硬度影响较小     

Cu含量对Bi5Sb钎料润湿性能和力学性能的影响

通过在Bi5Sb中添加不同含量的Cu形成新型BiSbCu三元合金.结果表明:在Bi5Sb钎料合金中添加0.5%～5.0%(质量分数)Cu,BiSbCu钎料合金的熔点变化不大,但其润湿性能和力学性能明显改善;当Cu含量为1.5%时,(Bi5Sb)1.5Cu钎料合金的润湿性能和力学性能最好,与基体Bi5Sb相比,(Bi5Sb)1.5Cu的铺展面积增大57.8%,抗拉强度提高212.4%;随着Cu含量的增大,针状组织Cu2Sb的含量逐渐增多,钎料合金性能下降.     

Development of Ag based brazing filler metal with low melting point

Abstract

This study was carried out to develop cadmium free silver based brazing filler metals that meet the following requirements. First, they have to have a melting point lower than that of BAg-1 brazing filler metal. Second, they have to have not only good wetting characteristics and the ability to produce a sound joint with excellent mechanical properties but also plastic formability. Using the calculated phase diagrams on Ag–Cu–Zn–Sn quaternary system alloys, the authors selected several alloys with a possibility of meeting the above requirements. The melting point and other properties, such as hardness and brazeability of the selected alloys, were evaluated. As a result, the authors successfully developed silver based brazing filler metals that have a low melting point below ～600°C and meet the above requirements by adding a small amount of indium as an alloying element into the Ag–Cu–Zn–Sn quaternary system alloy. The newly developed brazing filler metals are slightly inferior in wetting characteristics to BAg-1; however, the brazing filler metal containing ～3 mass-% indium element showed wetting characteristics comparable to those of BAg-1. Furthermore, the new brazing filler metals could produce joints with a high tensile strength equivalent to ～83% of that of a joint brazed using BAg-1.     

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.     

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.     

快速凝固Al-Si基粉末钎料的研制

设计了系列铝硅基合金钎料，采用超音速气体雾化技术制备了钎料粉末。系统地研究了快凝钎料微观组织和焊接性能，优化出一种具有较高综合性能的钎料合金Al-10Si-5Cu-5Zn-0、3RE。研究表明：Al-10Si-5Cu-5Zn-0．3RE快凝粉末钎料的平均直径为0、11mm，组织细小，焊接强度达到了95．8MPa。Zn元素使快凝钎料的熔点显著降低，稀土元素明显改善钎料的润湿性。     

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.     

PCD用钎料及钎焊工艺的研究

PCD的广泛应用给钎焊技术提出了更高的技术要求，常规钎料已不能满足高疲劳，高温抗剪的要求，根据Ag,Cu,Zn,Cd,Ni,Co,Mn等元素在钎料中的作用和特点，进行分析和选择从而配制了十几种牌号的钎料，并对其熔点，强度，钎焊工艺进行了研究，研制出一系列新型的银基钎料，研究和使用结果表明，研制的系列钎料分别适宜不同工作条件下的PCD工具的钎焊。     

工艺参数对Al2O3/TC4合金接头界面组织及力学性能的影响

采用Cu＋B钎料分别在钎焊温度890～970℃,保温时间为10min;钎焊温度为930℃,保温时间0～30min条件下,钎焊A120,陶瓷与TCA合金．利用SEM,EDS和压剪试验研究接头界面组织及力学性能．结果表明,随钎焊温度升高或保温时间的延长,Ti2（Cu,Al）2O层增厚,紧邻其侧生成连续并增厚的Ti2（Cu,Al）,Ti2（Cu,Al）含量增加;Ti＋Ti2（Cu,Al）含量增加,尺寸变大,分布范围逐渐变宽并向TC4合金侧迁移,TCA合金侧过共析组织区变宽．钎焊温度低于950℃时,TiB晶须主要分布在Ti2Cu晶界处的AlCu2Ti上;当钎焊温度高于950℃时,AlCu2Ti相逐渐消失,TiB晶须主要分布于Ti2Cu上．当保温时间为10min,钎焊温度为950℃时,接头最大强度为96MPa;而当钎焊温度为930℃,保温时间为20min时,接头最大强度为83MPa．关键词：Al2O3陶瓷;TC4合金;钎焊参数;界面组织;抗剪强度     

钎焊温度对TC4与Ti3Al-Nb合金钎焊接头组织的影响

采用50Ti-20Zr-20Ni-10Cu粉末钎料对Ti3Al-Nb合金与TC4合金进行真空钎焊,通过SEM、EDS、电子探针及拉伸试验研究不同钎焊温度下钎焊接头的显微组织及性能特征.结果表明,钎焊温度升高钎焊接头强度并不提高;不同温度下钎焊接头中靠近TC4合金基体边界处均生成魏氏体组织,随温度升高魏氏体组织粗化程度加剧;整个钎焊接头中Ti3Al-Nb合金基体与钎料的反应程度弱于TC4合金基体.     

Fe3Al合金的钎焊性能试验研究

分别采用铜基钎料及工业纯铝1060(L2)作中间层在空气炉中进行Fe3Al合金的钎焊试验。试验结果表明：采用铜基钎料钎焊Fe3Al合金与18—8钢试样,钎料对母材的润湿性良好,且在Fe3Al合金一侧出现Cu的晶间渗入现象及微裂纹;采用纯铝箔作中间层钎焊Fe3Al合金,接头区域有明显的扩散反应区,通过对接头区的显微硬度进行测定,并结合X射线衍射分析结果,发现在接头处有高硬度的脆性相(Fe2Al5)生成。     

TC4/Ti60合金钎焊接头界面组织及力学性能

采用TiZrNiCu非晶钎料实现了TC4和Ti60异种钛合金的真空钎焊连接,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等分析手段研究了钎焊工艺参数对接头界面组织结构及力学性能的影响. 结果表明,TC4/TiZrNiCu/Ti60钎焊接头的典型界面结构为:TC4/α-Ti+β-Ti+(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/Ti60. 随着钎焊温度升高或保温时间延长,片层状α+β相逐渐填充整条钎缝,(Ti,Zr)2(Ni,Cu)相含量减少且分布更加均匀. 接头室温抗拉强度随钎焊温度或保温时间的增加均先增大后减小,在990 ℃/10 min钎焊条件下所获接头抗拉强度达到最大为535.3 MPa. 断口分析结果表明,断裂位于钎缝中,断裂方式为脆性断裂.