添加元素Sn,Cu对Zn-Al钎料组织性能的影响

向Zn-10Al基体中添加元素Cu,采用真空炉VF-1600M、金相显微镜、岛津AG-125KN精密万能材料试验机等,研究了Cu元素对Zn-Al钎料合金的熔化特性、润湿性能、金相组织以及力学性能的影响。结果表明,随着Cu元素的增加,钎料的熔点呈先下降后上升的趋势,在铜添加量为4%(质量分数)时,熔点最低;在铜添加量为5%时,润湿性能优良,钎料晶粒最细小,抗拉强度最好;当铜添加量继续增大时,其润湿性能下降,钎料晶粒变大,抗拉强度降低。其次研究了Sn元素的添加量对Zn-10Al-5Cu钎料性能的影响。结果表明,当Sn添加量达到3%时,其抗拉强度良好,钎料的熔化温度降低,在Cu上的润湿性能良好。当锡添加量进一步增加时,钎料合金的的润湿性能降低,基本不铺展。试验得到的Zn-10Al-5Cu-3Sn为性能较为优良的铝/铜钎焊用钎料。     

Sb元素及稀土对Zn-10Al基钎料及钎焊接头性能影响

向Zn-10Al-5Cu基体中添加元素Sb及稀土镧钕,采用真空炉、万能材料试验机、金相及扫描电镜等设备,研究了Sb元素及稀土添加量对Zn-10Al-5Cu组织、性能及钎焊接头性能的影响.结果表明,钎料合金的铺展面积随Sb元素添加量的增加先较快增大后又趋于稳定趋势;抗拉强度随Sb元素添加量的增加而稳定增加;钎料组织由共析与共晶组织混合而成;在优选出的Zn10Al5Cu1.5Sb钎料中添加稀土镧钕,钎料的润湿性得到进一步改善,当稀土添加量为0.15%时,钎料的润湿性最佳;此时钎料组织中灰色粗大树枝晶组织及黑色层块状组织减少、灰黑相间层片状组织增多且变的细小,基体组织得到最大程度细化,钎料合金及钎焊接头强度达到最大;继续增加稀土,钎料合金的润湿性及钎焊接头的抗剪强度反而下降.     

稀土元素Nd对Sn-Zn-Ga无铅钎料组织及性能的影响

研究了添加合金元素Ga及稀土元素Nd对Sn-Zn钎料润湿性能、显微组织和焊点力学性能的影响.结果表明,在钎料中适当添加Nd元素,可以提高钎料的润湿性能,当Nd元素的质量分数为0.1％时,钎料的润湿力最大,润湿时间最短,润湿性能达到最佳.同时适当升高温度时润湿性能得到改善.随着Nd元素的加入,钎料中大块的黑色针状富锌相逐渐变少,钎料基体组织得到细化,在Nd元素的添加量达到0.1％时,钎料的组织最为均匀、细小.同时Nd元素的加入可以改善焊点的力学性能,在Nd元素含量为0.1％时抗剪强度增至最大.因此Nd元素在Sn-9Zn-0.5 Ga钎料中的最佳添加量为0.1％左右.     

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。     

稀土元素Er对Bi5Sb8Sn钎料力学性能的影响

通过向Bi5Sb8Sn钎料合金中添加适量的稀土元素铒(Er),研究了不同含量的稀土Er对Bi5Sb8Sn无铅钎料合金力学性能的影响。结果表明,微量稀土Er的添加能显著细化该钎料组织,改善合金的组织分布情况,提高钎料的力学性能;稀土w(Er)0.5%时,Bi5Sb8SnRE合金抗拉强度和钎焊接头的抗剪强度较基体钎料Bi5Sb8Sn分别提高了41.8%和83.0%.;但当稀土w(Er)0.5%时,则组织粗化,钎料力学性能下降。     

稀土Nd对Ti-25Cu-15Ni钎料润湿性及接头剪切强度的影响

采用真空熔炼法在Ti-25Cu-15Ni钎料合金中添加稀土元素Nd,研究了稀土Nd对Ti-25Cu-15Ni钎料润湿性能、接头剪切强度和断口形貌的影响,通过扫描电镜及XRD射线衍射仪分析了稀土Nd对Ti-25Cu-15Ni钎料和接头以及断口的作用机理。结果表明:适量的稀土Nd可以改善Ti-25Cu-15Ni钎料的铺展性能,当稀土Nd超过0.4%,由于稀土氧化物和稀土化合物NdTi_5的作用,钎料的铺展面积会减小。适量稀土Nd能提高接头的剪切强度,当稀土添加量超过0.4%时,由于过多的稀土阻碍了冶金反应,接头的剪切强度降低。随着稀土Nd添加量的增加,断口特征依次为条带状、片层状和沟槽状。     

复合添加Ga/Nd对超低银SAC钎料组织和性能的影响

研究了复合添加Ga/Nd对超低银Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料组织和性能的影响.结果表明,复合添加微量Ga/Nd元素(0.025~1%)可以显著改善钎料的润湿性能,当Nd元素的添加量为0.1%时钎料的润湿时间最短,润湿力,此时钎料在250℃时的润湿时间已达到了波峰焊的应用标准.添加适量Ga/Nd元素后钎料组织得到了明显细化,当Nd元素的添加量为0.1%时钎料组织最为细小均匀,同时焊点抗剪力相比母合金提升了约15%.当添加过量稀土元素后,结果表明,在钎料组织中并未发现明显的稀土相,说明Ga/Nd复合添加对稀土相的生成起到了一定的抑制作用.     

稀土元素Ce对Zn-22Al钎料组织和性能的影响

研究了稀土元素Ce的添加对Zn-22Al钎料的电阻率、熔化特性、铺展性能、显微组织以及钎焊接头抗剪强度的影响.结果表明,铈的加入对钎料的电阻率、熔化特性影响甚微,但显著改善了钎料的铺展性能,细化了钎料的基体组织,提高了钎焊接头的抗剪强度.当Ce元素的添加量达到0.05%时,钎料在铝、铜两种母材上的铺展面积取得最大值,分别较未添加时提高了21.4%和11.6%;钎焊接头抗剪强度达到最大值91.3 MPa,比未添加稀土时提高了30.3%.稀土铈含量继续增加时,其显微组织中出现脆性稀土相并且尺寸有增大的趋势,钎料铺展性能、钎焊接头强度明显恶化.     

微量稀土镧钕对Bi5Sb8Sn力学性能影响

通过在Bi5Sb8Sn基体钎料上添加微量稀土镧钕形成Bi5Sb8SnRE新型钎料合金,研究了稀土镧钕对钎料合金力学性能的影响,同时对显微组织进行了分析.结果表明,稀土镧钕含量为0.2%时,Bi5Sb8SnRE合金抗拉强度和抗剪强度达到最大值,分别为58.30 MPa和15.50 MPa,合金抗拉强度和钎焊接头的抗剪强度较基体钎料Bi5Sb8Sn分别提高了44.2%和57.0%.显微组织分析表明,微量稀土镧钕的添加能显著细化该钎料的合金组织,改善合金的组织分布,提高钎料的力学性能;但当稀土含量超过0.2%时,稀土化合物的数量增多,钎料的力学性能下降.     

稀土元素Nd对Sn-9Zn无铅钎料性能的影响

研究了添加稀土元素Nd对Sn-9Zn无铅钎料的润湿性能、显微组织和焊点力学性能的影响.结果表明,Nd元素的加入改善了钎料的润湿性能,质量分数为0.06%时,钎料的润湿力最大,润湿时间最短,润湿性能达到最佳.随着Nd元素的加入,钎料的基体组织得到细化,富锌相逐渐减少,当元素Nd的添加量大于0.06%时,钎料的显微组织中出现小块状稀土元素Nd和Sn的金属间化合物.无铅钎料Sn-9Zn中稀土元素Nd的添加量为0.06%时,剪切力和拉伸力达到最大,分别提高了19.6%和26.6%,力学性能最佳.     

Sn-0.3Ag-0.7Cu-xNd钎料显微组织及性能

研究了稀土元素Nd的添加量对超低银无铅钎料Sn-0.3Ag-0.7Cu的润湿性能、显微组织和力学性能的影响.结果表明,微量Nd元素的加入可以显著改善Sn-0.3Ag-0.7Cu超低银无铅钎料的润湿性能和焊点的力学性能,并且能够起到细化基体组织的作用.当钎料中Nd元素的质量分数达到0.1%时,钎料的综合性能最佳,基体组织最为均匀细化.虽然Ag元素含量的降低使钎料的性能有所下降,但是加入适量Nd元素后钎料的润湿性能已接近传统Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料.     

稀土La、Nd对BiSbSn高温钎料力学性能的影响

通过在Bi5Sb8Sn焊料中添加微量稀土La、Nd来提高其力学性能,以获得新型的无铅高温钎料.研究表明:加入稀土(La、Nd)元素可以明显提高Bi5Sb8Sn钎料的力学性能;当稀土(La+Nd)含量小于0.2％时,随着稀土元素的增加,钎料的抗拉强度、剪切强度、伸长率增大;当稀土含量大于0.2％时,随着稀土元素的增加,钎料的抗拉强度、剪切强度、伸长率下降.因此稀土的含量为0.2％时,Bi5Sb8Sn钎料的力学性能最佳.     

稀土Ce元素对Sn-Zn-Bi-Ag-Al无铅钎料性能的影响

为了改善Sn-9Zn-4Bi-0.5Ag-0.05Al无铅钎料的综合性能,文中通过添加稀土元素Ce,研究了Ce元素对无铅钎料的润湿性能、抗剪强度以及熔点的影响.结果表明,稀土Ce元素的加入明显改善了钎料的润湿性能.当Ce的添加量为0.05wt%时,润湿性能最佳,钎焊接头的抗剪切强度也有明显提高,但随着稀土Ce元素的加入...     

Pr,Nd对Sn0.3Ag0.7Cu0.5Ga无铅钎料显微组织的影响

分析了添加两种稀土元素Pr,Nd对Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga无铅钎料基体组织、焊点界面组织的影响并测定了焊点抗剪强度.结果表明,在该钎料中分别添加Pr,Nd元素可以改善钎料的显微组织,且加入Pr元素的效果优于Nd.添加Pr元素的钎料基体组织中金属间化合物分布均匀,而后者易在晶界处产生“区域”状金属间化合物,成为裂纹的发源地.稀土元素的吸附作用可以降低钎料与铜基板界面反应的剧烈程度,从而改善界面的形貌.添加Pr元素的钎料可以更好地与铜基板结合,从而提高了焊点的抗剪强度.     

P,稀土La对AgCuZnSn钎料合金组织与性能的影响

通过向AgCuZnSn钎料合金中添加适量的元素P和稀土元素La,研究了不同含量的P元素,稀土La对AgCuZnSn系无镉钎料组织性能的影响。结果表明,P元素的加入可以降低液态钎料与试件间的表面张力,改善钎料的润湿性和流动性;稀土La的加入,可以改善钎料的润湿性,但随稀土含量的增加,钎料的润湿性能降低。显微组织分析表明,AgCuZnSn钎料合金微观组织主要由CuZn化合物相、Cu5.6Sn化合物相和AS的析出相组成,AgCuZnSn钎料合金中加入P元素后生成黑灰色的Cu3P化合物,微量稀土La的加入可以细化钎料组织,抑制金属间化合物的生长。     

稀土La改性Ag-Cu-Ti钎料的显微组织和力学性能

系统研究了钎焊CBN工具用稀土元素La改性Ag-Cu-Ti钎料合金的熔化温度、微观组织、显微硬度及钎料与45钢基体钎焊接头抗剪强度.结果表明,稀土元素La对Ag-Cu-Ti钎料合金的熔点影响很小,但是可以促进钎料的合金化,提高其合金化程度,稀土La加入量不超过0.5%(质量分数)时可以改善Ag-Cu-Ti钎料合金的微观组织,使金属间化合物分布更加均匀,提高Ag-Cu-Ti钎料合金的显微硬度,还可以明显改善钎料与45钢基体的钎焊接头抗剪强度.     

Sn-Zn-Ga-xPr钎料组织与性能

研究了添加合金元素Ga及稀土元素Pr对Sn-Zn钎料组织与性能的影响.适量添加镨,可以提高钎料的润湿性能;但当镨含量超过0.12%(质量分数)时,镨会在钎料表面形成氧化渣,恶化钎料的润湿性能.镨的添加可以改善焊点的力学性能,抗剪强度在镨含量为0.08%时增加至最大.镨加入后细化了钎料基体中的富锌相,当镨含量不超过0.08%时,界面层平整且厚度变化不大,但若稀土添加过量,则界面层会明显增厚.镨在Sn9Zn0.5Ga钎料中的最佳添加量为0.08%左右.     

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%。     

Ni元素含量对BiSbSnxNi钎料润湿性能和抗剪强度影响

研制开发高温无铅软钎料一直是钎焊领域一大难题.熔点为270℃左右的Bi5Sb8Sn钎料因润湿性能和抗剪强度达不到要求而受到限制.通过在Bi5Sb8Sn中添加不同含量Ni元素形成新型BiSbSnNi四元合金,来改善Bi5Sb8Sn合金的润湿性能和力学性能.结果表明,尽管Ni元素的添加使BiSbSnxNi钎料合金铺展面积均较基体钎料差.但Ni元素的最佳添加量为2%时,可以改善钎料中金属间化合物的生成,能够增大钎料的铺展面积.当Ni元素含量为3%时,钎料合金的抗剪强度最高.在Ni元素含量为4%时,IMC厚度明显增加,且出现条状的富铋相,对钎料焊接接头的抗剪强度产生不利影响.     

稀土对Al-Si-Zn-Cu钎料工艺性能的影响

在Al-Si-Zn-Cu钎料的基础上添加La,Ce混合稀土,研究了La,Ce对钎料组织及力学性能的影响。结果表明,随着稀土元素含量的增加,Al-Si-3Zn-15Cu钎料合金的抗拉强度、铺展面积均逐渐增大。添加稀土的Al-Si-3Zn-15Cu合金的微观组织为α-Al固溶体+(Al+Si)共晶+(Al+Si+Cu)共晶+Si相。La,Ce混合稀土减少了杂质在晶界上的偏聚,降低了晶粒长大速度,细化了晶粒。稀土对第二相粒子进行变质,使其网状结构得以优化和改善,因而提高了钎料的强度和塑性。