Ni泡沫/Sn复合钎料超声波钎焊2024铝合金接头组织及性能研究

采用自制的Ni泡沫/Sn复合钎料片通过超声波钎焊工艺,低温快速制备了Al/Ni泡沫-Sn/Al接头。研究了超声波钎焊时间对铝合金接头显微组织和力学性能的影响。结果表明,在超声波引起的空化效应和机械摩擦效应联合作用下,促进了润湿铺展和冶金结合;随着钎焊时间的延长,Ni骨架逐渐呈层叠条带状分布,并在其周围生成Ni_3Sn_4层,界面处Al_3Ni相增多并取代Sn/Al界面;接头的抗剪强度先提高后降低,在4 s时达到最高值,约52.34 MPa。     

铝合金低温钎焊接头显微组织演变规律及机理研究

采用泡沫Ni-Sn复合焊料片,对超细晶7075铝合金进行了超声波辅助无钎剂、低温钎焊连接。对不同超声波振动时间下接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果显示,在超声波作用下, Ni骨架被挤压为条状, Ni_3Sn_4依附于Ni骨架生长,同时接头界面处生成了一层Al_3Ni金属间化合物层;当超声波振动时间为10 s时, Al_3Ni呈点状分布;延长超声波振动时间至20 s, Al_3Ni呈连续分布;振动时间30 s时, Al_3Ni层粗化并有一层Sn带将其隔断。界面Al_3Ni层以消耗Ni_3Sn_4层和Ni骨架的形式生长。     

Al_2O_3陶瓷与TiAl合金真空钎焊接头界面组织及性能

采用AgCuTi活性钎料实现了Al_2O_3陶瓷与TiAl合金的钎焊连接,研究了钎焊接头的界面结构及其形成机制,并且分析了不同钎焊参数对接头界面组织和接头力学性能的影响规律。结果表明:Al_2O_3陶瓷与TiAl合金钎焊接头的典型界面组织为:Al_2O_3/Ti_3(Cu,Al)_3O/Ag(s.s)+Cu(s.s)+AlCu_2Ti/AlCu_2Ti+AlCuTi/TiAl。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。随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,Al_2O_3陶瓷侧的Ti_3(Cu,Al)_3O反应层增厚,钎缝中弥散分布的团块状AlCu_2Ti化合物逐渐聚集长大。陶瓷侧界面反应层的厚度和钎缝中AlCu_2Ti化合物的形态及分布共同决定着接头的抗剪强度。当钎焊温度为880℃,保温10 min时,接头的抗剪强度最大,达到94 MPa,此时接头的断裂形式呈现沿Al_2O_3陶瓷基体和界面反应层的复合断裂模式。     

铜基活性钎料钎焊Al_2O_3/Kovar的接头组织和强度研究

研究开发了Al_2O_3陶瓷与Kovar合金直接钎焊用Cu-Sn-Ti-Ni活性粉末钎料。在真空下采用该钎料钎焊Al_2O_3和Kovar合金,并对接头的微观组织、抗剪强度及断口进行了分析。结果表明,Al_2O_3/钎料界面上生成了厚度约为1μm的反应层,该反应层主要由Cu_3TiO_4和AlTi组成;钎料层主要由Cu(s,s)、NiTi和TiFe_2等组成。Al_2O_3与Kovar在920℃真空条件下焊接性能良好,抗剪强度102.86 MPa,且断裂主要发生在Al_2O_3陶瓷与钎料结合的界面上。     

超声波辅助泡沫Ni/Sn-9Zn复合钎料低温钎焊7075-Al接头组织及性能研究

利用泡沫Ni增强Sn-9Zn复合钎料并结合超声波辅助无钎剂钎焊方法制备了Al/Sn-9Zn/Al钎焊接头,研究了超声波振动时间和钎焊温度对接头显微组织和抗剪强度的影响:研究结果表明:钎焊时间较短时,接头界面的冶金结合较差;随着钎焊时间的延长,在16 s时接头的结合情况最好,此时抗剪强度最高达到71.25 MPa;时间继续增加时,Ni有充分的时间向界面层扩散与Al结合出现脆性金属间化合物层;当钎焊时间一定时,不同的钎焊温度对接头抗剪强度的影响不大,但是在280℃能够得到成形较好的接头。     

Ni-Cu泡沫强化In-Sn复合钎料低温钎焊镀银铝合金板接头组织及力学性能研究

采用60%和80%孔隙度Ni-Cu合金泡沫强化/In-Sn复合钎料于160℃对镀银铝合金板进行低温钎焊连接,文中研究了钎焊时间对钎焊接头显微结构及力学性能的影响。结果表明,随着钎焊时间的延长,界面处的Ag2In逐渐增厚,钎缝中(Cu, Ni)6(Sn, In)5和(Cu, Ni)6Sn5反应物逐渐增多。80%和60%孔隙度强化的复合钎料钎焊接头的抗剪强度均随钎焊时间的延长而提高,在120 min时,钎焊接头的抗剪强度达到最高值,分别为18.4 MPa和31.5 MPa,相较于纯In-Sn共晶钎焊接头强度(6.81 MPa)分别提升了2.7倍和4.6倍。     

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Al_2O_3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Al_2O_3/Mo-Mn/Al_3Ni/α-Al/1A95。随着钎焊温度的升高,界面处Al_3Ni化合物厚度增加;随着保温时间的延长,界面处产生了Al_(12)Mo化合物覆盖在Al_3Ni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。     

TiAl基合金与Ni基合金钎焊连接接头界面组织及性能

采用BNi2钎料实现了TiAl基合金与Ni基高温合金的钎焊。采用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等手段对钎焊接头的界面组织结构及生成相进行分析,并对接头的抗剪强度进行测试。结果表明,钎焊接头的典型界面结构为：GH99/(Ni)ss (γ)+Ni3B+CrB+富Ti-硼化物/TiNi2Al/TiNiAl+Ti3Al/TiAl;随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,较多的B和Si元素扩散进入两侧母材,导致钎缝中硼化物数量减少,而TiAl/钎缝界面的TiNi2Al和TiNiAl+Ti3Al金属间化合物层厚度增加;当钎焊温度为1050 ℃,保温时间为5 min时,接头的抗剪强度达到最大为205 MPa,接头主要断裂于TiNiAl金属间化合物层。当钎焊温度升高或保温时间继续延长时,TiNiAl厚度显著增加,导致接头强度下降     

AgCu钎料钎焊TC4钛合金与QCr0.8铬青铜接头界面结构及性能

采用AgCu28钎料实现了TC4钛合金与QCr0.8铬青铜的真空钎焊,利用SEM, EDS以及XRD等分析方法确定TC4/AgCu/QCr0.8接头的典型界面结构为TC4钛合金/CuTi +Cu3Ti2 +CuTi2/Ag(s,s) +Cu4Ti/Ag(s,s)+Cu(s,s)/QCr0.8铬青铜. 研究了工艺参数对接头组织和性能的影响. 结果表明,随着钎焊温度和保温时间的增加,钎缝中银铜共晶组织减少,钛铜化合物增多. 接头抗剪强度随钎焊温度的升高先增加后降低,在钎焊工艺参数为890 ℃/0 min时,获得最大抗剪强度449 MPa.保温时间的延长使得接头脆性钛铜化合物增多,接头性能下降,因此随保温时间延长接头抗剪强度显著降低.     

ZrB_2-SiC陶瓷复合材料钎焊接头界面组织及性能

采用BNi2钎料,对ZrB2-SiC陶瓷复合材料进行真空钎焊研究.借助SEM,EDS,XRD等分析测试手段分析了界面组织结构及性能.确定了最佳钎焊工艺参数:钎焊温度1160℃,保温时间20 min.结果表明,接头界面产物主要有δ-Ni2Si,β1-Ni3Si,ZrB2+C,Ni(s,s),Cr x B y C z.随着钎焊温度升高以及保温时间的延长,接头抗剪强度均先升高后降低.钎焊温度1 160℃,保温时间20 min,钎焊接头室温抗剪强度达到最大121.3 MPa.钎焊温度和保温时间对接头断裂方式的影响有相似的规律,在保温时间较短时,裂纹主要产生于钎缝中的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展;当保温时间适中时,断裂主要发生在Ni元素扩散层中;当保温时间延长时,裂纹主要产生于含有一定β1-Ni3Si相的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展.     

基于Fe-Cr-Ni基钎料的SUS444/SUS304接头钎焊工艺及组织与性能

采用新型Fe-Cr-Ni基钎焊材料对SUS444/SUS304异种不锈钢进行真空钎焊,研究了搭接接头的扩散连接机制,探究了钎焊温度、搭接间隙参数对显微组织和室温抗剪强度的影响规律,最后分析了T形接头在酸性介质中不同时间的浸泡腐蚀行为。结果表明,在钎焊过程中,钎料在SUS444母材侧扩散作用较为明显,存在较宽的元素扩散区,钎缝主要由两侧界面区先凝固Fe(Cr,Ni,Si)固溶体、钎缝中心区(Fe, Cr, Ni)₃P金属间化合物及Fe(Cr,Ni,Si)固溶体形成的类似共晶组织构成;钎料对钎焊温度较为敏感,温度过高,易产生虚焊孔穴,导致抗剪强度下降明显;钎料对搭接间隙敏感性较小,可满足大间隙钎焊要求。在钎焊温度1 125℃、搭接间隙35μm条件下,抗剪强度最大达到177.3 MPa。T形接头腐蚀优先发生在钎角共晶组织中的Fe(Cr,Ni,Si)固溶体,浸泡腐蚀288 h后,溶液侵蚀至钎角界面区,并蚀穿先凝固固溶体,对母材进行电偶腐蚀。     

镀膜Al箔钎料对AlN陶瓷的钎焊

为了实现Al钎料对Al N的直接钎焊,提出了一种可以在熔化后自行去除表面Al_2O_3膜的镀膜Al箔钎料,以及提高Al钎焊Al N接头强度的升温钎焊方法,研究了表面气相沉积Ni/Al双层薄膜对Al箔表面Al_2O_3氧化膜的自去除作用,以及钎焊温度对接头强度提高的作用。结果表明,由于被Ni/Al双层薄膜掩埋,原Al箔表面的Al_2O_3氧化膜在钎料加热及熔化的过程中被破碎并卷入到含1%Ni(原子分数)的Al液中,实现了Al对Al N的无界面反应过渡层直接钎焊。采用升高钎焊温度的方法,可显著提高接头的强度。680℃钎焊时,由于Al液不润湿Al N,接头的断裂发生在Al钎缝与Al N的界面,剪切强度为79 MPa;随着钎焊温度的提高和润湿性的改善,Al/Al N的界面强度得到显著提高,接头的断裂逐步由界面转移至钎缝金属中,接头强度也相应逐步提高,并在840℃后达到最高值(146 MPa)。     

热冲击下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头组织与性能

借助于SEM、EDS、XRD等检测手段对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头进行观察分析,研究了钎焊工艺参数及热冲击条件对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头界面金属间化合物和力学性能的影响。结果表明:添加0.05%(质量分数)Ni能细化Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金的初生β-Sn相和共晶组织;钎焊温度270℃和钎焊时间240 s时,钎焊接头抗剪切强度最大达26.9 MPa,较未添加Ni的钎焊接头提高8.9%;随着热冲击周期的增加,钎焊接头界面金属间化合物层平均厚度增加,界面粗糙度先增大后减小,钎焊接头强度降低;添加0.05%Ni能够抑制接头界面金属间化合物的成长、钎焊接头强度的降低,有利于改善接头可靠性。     

Ti-Zr-Cu-Ni-Fe-Co-Mo钎料合金钎焊γ-TiAl/GH536接头的显微组织与剪切强度（英文）

采用Ti-Zr-Cu-Ni-Fe-Co-Mo作为钎料,在钎焊温度1090～1170℃、钎焊时间0～20 min的工艺参数下,实现γ-TiAl和GH536合金的钎焊连接,利用SEM、EDS、XRD和万能试验机研究钎焊温度和钎焊时间对钎焊接头显微组织和剪切强度的影响。结果表明:不同工艺参数下获得的γ-TiAl/GH536钎焊接头均包括4个界面反应层。随着钎焊温度的升高和钎焊时间的延长,钎缝宽度和钎焊接头的平均抗剪强度均是先增大后减小。钎焊温度1150℃、钎焊时间10 min时获得的钎焊接头的剪切强度最大,达262 MPa。Al_3NiTi_2和TiNi_3脆性金属间化合物是产生裂纹和降低接头强度的主控因素,Al_3NiTi_2脆性金属间化合物几乎占据整个呈典型解理断裂特征的剪切断口表面。     

ZrB2-SiC陶瓷复合材料钎焊接头界面组织及性能

采用BNi₂钎料,对ZrB₂-SiC陶瓷复合材料进行真空钎焊研究.借助SEM,EDS,XRD等分析测试手段分析了界面组织结构及性能.确定了最佳钎焊工艺参数:钎焊温度1160℃,保温时间20 min.结果表明,接头界面产物主要有δ-Ni₂Si,β₁-Ni₃Si,ZrB₂+C,Ni(s,s),Cr_xB_yC_z.随着钎焊温度升高以及保温时间的延长,接头抗剪强度均先升高后降低.钎焊温度1160℃,保温时间20 min,钎焊接头室温抗剪强度达到最大121.3 MPa.钎焊温度和保温时间对接头断裂方式的影响有相似的规律,在保温时间较短时,裂纹主要产生于钎缝中的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展;当保温时间适中时,断裂主要发生在Ni元素扩散层中;当保温时间延长时,裂纹主要产生于含有一定β₁-Ni₃Si相的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展.     

钎缝间隙对SiC陶瓷钎焊接头组织及性能的影响

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料,借助SEM,EDS和XRD等分析测试手段,研究了钎缝间隙对SiC陶瓷接头组织性能的影响．结果表明,接头结构由SiC侧至钎缝中心依次为TiC,Zr（S,S）,Ti5Si3＋Zr2Si,Tj（s．s）＋Tj2（Cu,Ni）,（Ti,Zr）（Ni,Cu）．当钎缝间隙为30～50μm时,Si元素与Ti,Zr元素反应,生成少量的细小的针状硅化物,钎缝主要为均一的固溶体组织,此时钎焊接头力学性能较好,抗剪强度可达117MPa;当钎缝间隙小于30μm时,生成贯穿整个钎缝的条状硅化物,同时有连续的、较厚的TiC层沿接头界面生成,严重降低接头性能;而当钎缝间隙大于50μm时,钛的金属间化合物大量增多,同时在钎缝中形成了钛和锆的过共晶化合物,使接头性能下降．     

AuSn钎料及AuSn/Ni焊点的组织性能研究

分别采用叠轧-合金化法和回流焊技术制备AuSn箔材钎料和AuSn/Ni焊点,用扫描电子显微镜及电子万能试验机研究钎焊时间对AuSn/Ni界面组织及焊点剪切性能的影响。结果表明:采用叠轧-合金化法制备的AuSn钎料的熔点和化学成分都接近Au-20Sn共晶钎料。Ni/AuSn/Ni焊点在330℃钎焊30s时形成良好的层状ζ-(Au,Ni)5Sn+δ-(Au,Ni)Sn共晶组织;钎焊60s时,AuSn/Ni界面产生薄而平直的(Ni,Au)3Sn2金属间化合物(IMC)层和针状(Ni,Au)3Sn2化合物;随着钎焊时间继续延长,(Ni,Au)3Sn2IMC层厚度明显增加,针状(Ni,Au)3Sn2化合物异常长大。同时,随着钎焊时间延长Ni/AuSn/Ni钎焊接头的剪切强度先增加后减小,钎焊90s时的剪切强度达到最高12.49MPa。     

采用Ni-Cr-P-Cu钎料钎焊不锈钢接头组织及抗剪强度研究

采用Ni-Cr-P-Cu钎料对316L不锈钢进行真空钎焊连接,分析了不同钎焊温度(930~980℃)和保温时间(5~30 min)对接头组织及抗剪强度的影响。结果表明,不锈钢与钎料的界面组织为镍基固溶体(固溶原子为Cu,Fe和Cr),而钎缝中心的组织为镍基固溶体-Cr Ni P共晶相以及Ni3P-镍基固溶体共晶相,其中共晶相中的镍基固溶体属于韧性相,弥散分布于钎缝中。升高钎焊温度或延长保温时间都会增加不锈钢和钎料界面的镍基固溶体的厚度,同时会增加钎缝中心韧性相的数量。当钎焊温度为980℃,保温时间30min时,接头的抗剪强度最大,为95 MPa。     

Super-Ni/NiCr叠层材料Ni-Cr-Si-B高温钎焊接头的组织特征及抗剪强度

采用Ni-Cr-Si-B高温钎料对Super-Ni/NiCr叠层复合材料和Cr18-Ni8不锈钢进行真空钎焊,并分析钎焊接头的显微组织及物相组成、显微硬度、抗剪强度及断口形貌.结果表明,钎缝主要由γ-Ni固溶体、Ni3B、CrB和Ni3Si组成;钎缝的显微硬度波动较大,γ-Ni基体显微硬度为450 MPa,Ni3B的显微硬度最高650 MPa.钎焊温度升高至1 120℃时,接头的抗剪强度最高可达158 MPa,NiCr基层钎缝区呈脆性断裂,出现撕裂韧窝.钎缝区与Super-Ni复层之间形成Ni3B界面,Super-Ni复层钎缝区断裂于Ni3B界面.     

Ni Cu泡沫 Sn-Pb复合钎料低温钎焊镀银铝合金板接头显微结构及力学性能

采用80％孔隙度的Ni-Cu/Sn-Pb复合钎料在230℃钎焊镀银铝合金,研究了钎焊时间对接头显微结构以及力学性能的影响.结果表明,在复合钎料和Ag层界面形成了连续的Ag3Sn层,Ni-Cu合金骨架边缘生成了(Cu,Ni)6Sn5层;随着时间的延长,(Cu,Ni)6Sn5逐渐长大并发生分解,分散到钎料基体中.由于合金骨...