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.     

基于熵模型镀锡银钎料钎焊性能的定量表征

以BAg50CuZn钎料和BAg34CuZnSn钎料为基材，采用镀覆扩散组合工艺制备了两类镀锡银钎料，利用综合热分析仪、润湿试验炉、万能拉力试验机测定镀锡银钎料的熔化温度区间、润湿面积及钎焊接头抗拉强度，建立了钎料润湿熵和接头强度熵的数学模型，并与熔炼合金化制备的相同Sn含量的传统钎料进行对比. 结果表明，与相同Sn含量的传统钎料相比，镀锡银钎料的润湿熵值更小、强度熵值略高. 同等Sn含量条件下，镀锡银钎料和传统钎料润湿熵值的变化趋势，与对应钎料在316LN不锈钢表面的润湿面积随Sn含量的变化趋势基本一致，强度熵值的变化趋势与对应钎料钎焊316LN不锈钢接头的抗拉强度随Sn含量的变化趋势几乎吻合；润湿熵和强度熵的模型在一定程度上可定量预测镀锡银钎料的钎焊工艺性和接头力学性能.     

化学镀锡层对BAg35CuZnSn钎料润湿性的影响

将化学镀技术用于钎焊材料领域,以BAg35CuZnSn钎料为研究对象,在其表面化学镀覆金属锡层,研究化学镀施镀时间、加热温度、保温时间对BAg35CuZnSn钎料润湿性的影响。结果表明,微米锡化学镀层可改善AgCuZnSn钎料的润湿铺展性能;随着施镀时间延长,钎料的润湿铺展面积逐渐增大;随着加热温度升高,保温时间增加,BAg35CuZnSn钎料的润湿铺展面积先增大后减小。在施镀时间为10 min、加热温度为820℃、保温时间为35s时,BAg35CuZnSn钎料的润湿性较好,此时其润湿铺展面积为460mm~2。     

BAg45 CuZn 钎料表面化学镀锡的研究

在BAg45CuZn钎料表面进行化学镀锡,分析镀液温度、pH值、施镀时间对锡镀层的沉积速率和AgCuZnSn钎料中锡含量的影响规律,确定最佳工艺,并表征锡镀层的表面形貌和AgCuZnSn钎料的润湿性。分析表明:随着温度和pH值升高,镀层沉积速率和AgCuZnSn钎料锡含量均先升高,后降低;随着施镀时间的延长,沉积速率先增大,后快速减小,而AgCuZnSn钎料Sn含量逐渐增大。采用最佳工艺时,沉积速率达到13.6μm/h,锡镀层的表面平整、致密度高,所得钎料的Sn含量为2.45%,与基体BAg45CuZn钎料相比,其润湿性有大幅度提高,铺展性好。     

化学镀锡钎料钎焊黄铜的接头组织和力学性能

采用化学镀方法在BAg45CuZn钎料表面镀覆微米锡层,并用镀锡银钎料以火焰钎焊工艺连接H62黄铜。借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别分析锡化学镀层、H62黄铜钎焊接头的显微组织和物相,并利用万能拉伸机和SEM表征钎焊接头的抗拉强度和断口形貌。结果表明,锡化学镀层结晶晶粒呈现明显的(110)、(210)择优取向,化学镀锡银钎料连接的接头中母材与钎缝结合紧密,接头组织中富Cu相减少,出现Cu_5Zn_8化合物相。随着基体钎料表面镀锡含量升高,钎焊接头的抗拉强度呈现先升高后降低趋势。在化学镀锡含量为6.0%(质量分数)时,钎焊接头的抗拉强度为353MPa。镀锡前后钎焊接头的拉伸断口均呈现韧性断裂。     

热浸镀锡铜磷钎料的性能

以Cu93P钎料为基体,在其表面热浸镀锡,制备CuPSn钎料,采用扫描电镜、万能力学试验机、显微硬度计、差热分析仪、箱式电阻炉和体视显微镜分析锡镀层的界面形貌,钎料的抗拉强度、显微硬度、熔化温度和润湿性。结果表明：在Cu93P钎料表面热浸镀锡过程中,液态锡与钎料发生了界面反应,生成Cu₆Sn₅金属间化合物,即钎料基体与锡镀层形成良好的冶金结合;随着热浸镀温度的升高和时间的延长,CuPSn钎料的抗拉强度和显微硬度均呈降低趋势,抗拉强度的降低源于界面处产生的Cu₆Sn₅脆性化合物和孔洞,显微硬度的降低源于热浸镀的去应力退火作用;Cu93P钎料表面热浸镀锡可降低钎料的熔化温度,提高钎料的润湿性,Cu93P钎料表面热浸镀5.20%（质量分数）锡之后,Cu88.16P6.64Sn5.20在纯铜板上的润湿铺展面积比基体Cu93P钎料增加43.15%。     

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。     

稀土元素Pr对Ag30CuZnSn钎料性能的影响

研究了微量稀土元素Pr对Ag30CuZnSn钎料的熔化温度、润湿性能、钎缝力学性能以及钎料显微组织的影响规律.结果表明,随着镨含量的增加,钎料的润湿性有所改善,但当镨含量超过0.15%(质量分数,下同)时,钎料的润湿性反而会变差;钎缝力学性能试验结果显示,随着Pr元素的加入,钎缝抗拉强度增加,当镨含量达到0.15%时抗拉强度达到最大值;钎料显微组织分析表明,镨的加入能够细化Ag30CuZnSn钎料的晶粒,镨的添加量达到0.15%时钎料显微组织最佳,与钎料润湿性能、钎缝力学性能的变化规律吻合.     

CuSn预合金粉芯复合银钎料的润湿铺展机理

研究了添加质量分数为30%～70%CuSn预合金粉复合银钎料在T2紫铜基体上的润湿铺展过程,并讨论了CuSn预合金粉复合银钎料在紫铜基体上的润湿铺展机理.结果表明,在与紫铜基体的润湿铺展过程中,初始接触角由30%CuSn的119°降低到70%CuSn的94°.最终接触角由30%CuSn的15°下降到70%CuSn的7°.当粉芯中CuSn合金粉含量为60%时,钎料在铜板上的润湿面积达到530.04 mm²,相比于未添加CuSn合金粉时提高了约66%.由于低熔点CuSn预合金粉的前驱润湿作用使复合银钎料表面张力降低,初始接触角和最终接触角随着CuSn预合金粉含量的增加而减小. CuSn预合金粉在钎焊过程中先于BAg30CuZnSn钎料外皮熔化,形成熔融的铜锡液态合金薄层,降低了固液界面张力.随后,熔化的BAg30CuZnSn箔带在先期熔化的铜锡液态薄层上铺展,并与其发生溶质原子的扩散反应,最终形成液态复合钎料.低熔点CuSn预合金粉的加入,使复合银钎料在铜上的润湿性能显著改善.添加40%CuSn预合金粉复合银钎料与铜基体的反应润湿界面均匀致密,其中白色富Ag相互连接,...     

热浸镀Sn层对BCu68Zn钎料性能的影响

以BCu68Zn钎料为研究对象,在其表面热浸镀锡,借助综合热分析仪、润湿试验炉、数字电流电桥等检测设备分析了Sn镀层对钎料熔化温度、铺展性能、电阻率的影响。结果表明:BCu68Zn钎料表面热浸镀Sn能显著降低其固相线和液相线温度;BCu68Zn钎料表面热浸镀Sn可显著提高其润湿性能,基体钎料的铺展面积为229.83 mm~2,而在热浸镀Sn含量为6.4%时,钎料的铺展面积可达到299.52mm~2;钎料电阻率达到7.33×10~(-8)Ω·m,稍高于基体钎料的电阻率6.67×10~(-8)Ω·m,表面热浸镀Sn层使钎料电阻率增大,导电性变弱。     

珩磨工具用中温钎焊材料的研制

针对目前珩磨条钎焊存在的问题,采用中温钎焊对珩磨工具进行了连接试验,对中温钎焊用钎料的化学成分进行了调整,测试了钎料的熔化温度、钎料对珩磨条的润湿性以及钎焊接头的抗拉强度,并比较了不同钎料钎焊后珩磨工具的变形量.研究表明:中温钎焊工艺变形小,强度较高,是珩磨条连接的可行方式.     

热扩散对镀锡银钎料界面组织及熔化特性的影响

对带锡镀覆层的银钎料进行热扩散处理,采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究热扩散工艺对其熔化温度和扩散界面组织、物相的影响. 结果表明,在扩散时间一定条件下,随着扩散温度升高,扩散界面层厚度增加;随着扩散温度升高或扩散时间延长,钎料的固、液相线温度均降低,熔化温度区间缩小;扩散界面层物相主要由棒状Ag₃Sn相和块状Cu₃Sn相组成;最佳热扩散工艺为220 ℃,24 h. 经最佳工艺处理后,扩散界面层厚度为9.1 μm,钎料中Sn含量为7.2%,此时钎料熔化温度区间为642.34 ℃~676.37 ℃. 与传统熔炼合金化方法相比,钎料中Sn含量提高近31%.     

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。     

Sn改性Ti-Zr-Cu-Ni钎料的微观组织和力学性能

采用自制Ti-Zr-Cu-Ni-Sn钎料钎焊TA2钛合金,研究了不同Sn元素含量改性Ti-Zr-Cu-Ni钎料的熔化特性、微观组织及物相、润湿及熔蚀性、接头拉伸强度。研究表明,Sn含量增加,Ti-Zr-Cu-Ni-Sn钎料固、液相线温度基本升高,但温度差值基本变窄,可更好地抑制钎焊界面脆性化合物形成。Ti-Zr-Cu-Ni-5Sn钎料组织由Ti、Zr基体和晶体相构成,Sn倾向与Ti、Zr结合形成Ti₂Sn₃、Ti₆Sn₅、Zr₅Sn₃等低熔点共晶相。Sn≤1.5%时,随Sn含量增加,钎料对TA2钛合金的润湿性逐渐变差;继续增加Sn,钎料润湿性改善,添加5%Sn的钎料对基体润湿最佳。添加5%Sn并降低Cu、Ni总量的改性钎料对TA2钛合金熔蚀减弱。相同钎焊工艺下,添加5%Sn接头的强度和塑性均有提升。钎焊温度升高,Ti-Zr-Cu-Ni钎料产生更多强化物相,致接头强度大幅提升,而Ti-Zr-Cu-Ni-5Sn钎料产生的含Sn物相强化作用对接头强度提升有限;相...     

Effects of Cu, Si, Ni and rare earth elements on melting temperature and properties of Al-Si filler metals

The effects of Cu,Si,Ni and RE elements (RE=La and Ce) on the melting temperature of Al-Si filler metals were studied by orthogonal design method.The wettability of the filler metals and the shear strength of 6063 aluminum alloy joints brazed with the different filler metals were measured.The results show that the copper doping content has the most obvious effect on liquidus temperature (T_L) of the Al-Si filler metals and the effect of RE content on T_L is the least.Adding suitable Cu and Si can improve the wettability of the Al-Si filler metals.The shear strength of 6063 aluminum alloy joints brazed with the filler metals S10,S15 and S20,respectively,is better than that of the joints brazed with HL401 due to the improvement of microstructure.It can improve the shear strength of the joints by brazing with the Ni- or RE-doped Al-Si-Cu filler metals.     

低熔合金粉末对药芯银钎料钎焊过程的影响

为克服高锡含量的AgCuZnSn钎料因脆性大而难以加工成形的问题,借鉴药芯焊丝的理念,设计了添加CuSn合金粉粉芯的复合药芯银钎料,研究了粉芯中添加质量分数30%～70%Cu60Sn40合金粉对药芯银钎料的润湿性、紫铜/Q235钢钎焊接头组织、界面显微硬度及抗拉强度的影响。结果表明,钎焊过程中芯部CuSn合金粉和外层BAg30CuZnSn原位反应合成高锡含量的AgCuZnSn钎料,获得了成分均匀,结合良好的接头。随着药芯粉芯中合金粉含量的升高,复合药芯银钎料在紫铜板及Q235钢板上的润湿面积不断增大,Cu/Q235钢钎焊接头显微硬度不断升高,抗拉强度呈现先升高后降低的趋势。当药芯粉芯中CuSn合金粉的质量分数为30%时,Cu/Q235钢钎焊接头的抗拉强度取得最大值(198.91 MPa),提高了23.4%。