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.     

高温钎焊立方氮化硼界面微结构

以Ag-Cu-Ti合金为钎料采用真空钎焊的方法在优化的钎焊温度和时间下，实现了立方氮化硼(CBN)与砂轮基体的牢固连接。运用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)及X射线粉末衍射仪(XRD)对连接界面的微观组织以及CBN表面生成物的三维形貌、化学成分、物相结构进行了综合分析。结果表明，钎料中的元素Ti向CBN表面扩散富集，生成了针状TiB2和TiN，在磨粒与钎料界面形成化学冶金结合，这是CBN与Ag-Cu-Ti钎料间有良好浸润性和高结合强度的主要原因。磨削对比试验表明钎焊CBN砂轮比电镀CBN砂轮具有更高的磨粒把持强度。     

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.     

CuNiSnTi钎料钎焊立方氮化硼的焊接性与微观结构

研究了铜基活性钎料钎焊立方氮化硼的焊接性与微观结构,采用真空钎焊方法实现了CuNiSnTi活性钎料与c-BN的可靠连接.多元CuNiSnTi活性钎料对c-BN和基体钢都具有较好的润湿性能,提高钎焊温度可以改善活性钎料对c-BN的润湿性.在500℃时,CuNiSnTi活性钎料钎焊的c-BN超硬耐磨涂层仍具有极好的耐磨性能,与c-BN仍能保持较高的结合强度.采用SEM,XRD对界面观察和分析,并结合键参数理论的计算结果表明,CuNiSnTi活性钎料与c-BN发生冶金作用,形成了化合物型界面.     

锡铅钎料钎焊H62黄铜接头的界面反应研究

本文对用Sn60PbSb钎料钎焊H62黄铜时的界面反应进行了研究。研究结果表明界面反应主要为铜与锡的反应,未发现锌锑反应相,反应层的厚度随钎焊时间的延长而增加。     

Sb 元素对 Sn-0.7Cu 钎料熔点及钎焊界面的影响

应用扫描电镜和差示扫描量热仪研究Sb元素(0.25%,0.5%,0.75%,1.0%)对Sn-0.7Cu钎料熔点及钎焊界面的影响.结果表明,Sb元素的加入使钎料的熔点升高,从226.38℃增加到227.09℃,但含量小于0.75%时熔点的变化不大,当Sb元素的含量达到1.0%时变化较大.当Sb元素的含量达到0.5%时,界面化合物的形貌发生了很大变化,扇贝状金属间化合物层变得均匀平滑,避免了大柱状的Cu6Sn5相的生成,厚度也变小,明显地抑制了金属间化合物的生长,细化了晶粒.当Sb元素的含量大于0.5%时,界面又出现大柱状的Cu6Sn5相,且界面化合物层的厚度增大.Sb元素的加入并未改变界面处金属间化合物的种类.     

Ni-Cr钎料钎焊镀钛CBN界面微观结构分析

采用Ni-Cr钎料真空钎焊镀钛CBN磨粒和45号钢。用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪综合分析镀钛CBN磨粒的焊后形貌,磨粒与Ni-Cr钎料连接界面的微观结构和钎焊后磨粒表面的生成物。发现:钎焊过程中Ni-Cr钎料沿钛镀层爬升,对磨粒浸润性良好。焊后CBN磨粒出露部分的钛镀层在Ni原子的扩散下转变为Ni-Ti金属层。而在钎料包埋处,磨粒的钛镀层在钎焊过程中与CBN、Ni-Cr钎料相互扩散反应,生成了一层以NiTi和Ni_0.3Ti_0.7N为主的中间层,实现镀钛CBN磨粒和Ni-Cr钎料的冶金结合。      

奥氏体不锈钢-铜钎料钎焊界面反应行为分析

针对电弧钎焊奥氏体不锈钢时,易产生裂纹的问题,采用316LN不锈钢母材和多种铜基钎料,研究了电弧钎焊、炉中钎焊和真空钎焊316LN不锈钢和铜基钎料时的界面反应行为.结果表明,电弧钎焊条件下钎料对母材的润湿性随着电流的加大而提高,钎料沿母材晶界的扩散不明显,在电流较高时母材局部熔化,且易形成沿晶界裂纹.炉中钎焊过程中钎料沿母材晶界扩散明显,但不易形成裂纹;真空钎焊过程中钎料沿母材晶界扩散显著,形成较厚的界面层,但无裂纹出现.较大的焊接热应力以及钎料沿母材晶界扩散造成的晶界弱化是形成界面裂纹的必要条件.     

颗粒增强复合钎料钎焊TiAl合金接头界面结构及性能

采用纳米Si3N4颗粒增强的AgCuTi复合钎料(AgCuTiC)实现了TiAl合金的钎焊连接.利用SEM,EDS及XRD等分析方法确定了TiAl/AgCuTiC/TiAl接头的典型界面结构为TiAl/AlCu2Ti/Ag(s,s)+TiN+ Al4Cu9+Ti5Si3.结果表明,钎焊过程中从TiAl母材溶入液相钎料的活性钛与复合钎料中纳米Si3N4颗粒发生反应,在钎缝中形成了细小的颗粒状TiN,Ti5Si3及Al4Cu9化合物增强的银基复合材料组织.银基复合材料的形成不仅提高了钎缝自身的强度,而且通过降低钎缝的线膨胀系数缓解了接头残余应力,并最终改善了钎焊接头的性能.当采用增强相含量为3％的AgCuTiC钎料在880℃保温5min条件下钎焊时,接头室温平均抗剪强度最高为278 MPa,比采用AgCuTi钎料提高40％.     

新型Ag-Cu-Ge钎料的性能及钎焊界面特征

根据Ag-Cu-Ge系三元相图,制备了Ag-Cu33.4-Ge28.1,Ag-Cu43-Ge20(质量分数,%)两种中温合金钎料。利用金相显微镜、DTA对钎料组织及其熔点进行分析,并对其润湿性进行测试。结果表明:两种合金钎料的熔化温区为539~622℃,Ag-Cu33.4-Ge28.1合金对于纯Ni和Cu具有良好的漫流性和润湿性。利用扫描电镜和能谱仪对钎焊后的界面微观组织进行观察与分析,发现在界面处形成了固溶体和金属间化合物。     

铜锡钛合金炉中钎焊立方氮化硼界面微观结构

采用真空炉中钎焊的方法,应用Cu-Sn-Ti合金实现了立方氮化硼(CBN)磨粒与工具基体的钎焊连接.运用三维视频显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪对微观形貌、元素分布和生成物物相进行了观测分析,发现活性Ti元素明显向CBN磨粒表面发生偏聚,在CBN磨粒表面生成TiN,TiB和TiB2,这些反应产...     

Process diagnostics during the deposition of cubic boron nitride

Using spatially resolved optical emission spectroscopy and Langmuir double probe technique, the magnetron deposition process of cubic boron nitride thin films has been investigated. The ion current to the r.f-biased susbstrate electrode was estimated by means of Bohm's sheath criterion. In order to deposit the cubic boron nitride phase, a much higher ion energy is required in the d.c. magnetron in comparison to the r.f. sputtering magnetron mode at usually applied target power. Furthermore, there is a significant phase inhomogeneity across the substrate holder. Both facts have been explained in terms of the total momentum per deposited boron atom. The plasma excitation degree (vibrational and excitation temperatures) determined by emission spectroscopy was found to be higher in the r.f. sputtering mode. It has been shown that both in situ techniques applied can supply reliable information on the reactive magnetron deposition process.     

K2O，Na2O，MgO对CBN的侵蚀机理研究

本文研究了K2O、Na2O、MgO等金属氧化物在高温下对立方氮化硼（CBN）的侵蚀程度及反应机理。结果表明：CBN在1200℃空气中处理1小时后,质量损失百分比为6．36％,单颗粒抗压强度从5．94kg降为5．01kg。CBN与K2O、Na2O、MgO分别按摩尔比2：1混合后同样在1200℃空气中处理1小时后,相应质量损失百分比分别为29．9％、25．2％和18．7％,单颗粒抗压强度分别降为2．37、2．84和3．00kg。CBN的侵蚀程度与碱金属氧化物中金属元素的电负性有关,电负性越小,反应程度越大。氧化后CBN表面有许多裂纹和凹坑,这使CBN颗粒的强度降低,也表明CBN表面的氧化反应为各向异性。     

Strength and interfacial microstructure of Si3N4 joint brazed with amorphous Ti-Zr-Ni-Cu filler metal

In this paper, the vacuum brazing of Si3N4 ceramic was carried oat with Ti40Zr25Ni15Cu20 amorphous filler metal. The interfacial microstructure was investigated by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) etc. According to the analysis, the interface reaction layer was made up of TiN abut on the ceramic and the Ti-Si, Zr-Si compounds. The influence of brazing temperature and holding time on the joint strength was also studied. The results shows that the joint strength first increased and then decreased with the increasing of halding time and brazing temperature. The joint strength was significantly affected by the thickness of the reaction layer. Under the same experimental conditions, the joint brazed with amorphous filler metal exhibits much higher strength compared with the one brazed with crystalline filler metal with the same composition. To achieve higher joint strength at relatively low temperature, it is favorable to use the amorphous filler metal than the crystalline filler metal.     

Zn-Al钎料钎焊6063铝合金铺展性能及接头断裂机理分析

研究了Zn-Al钎料钎焊6063铝合金的铺展性能及接头断裂机理.钎料铺展试验表明,随着钎料中铝含量的增加,钎料铺展面积增大,铝含量增至22%(质量分数)时,钎料铺展面积达到最大,继续增加铝含量,铺展面积减小.钎焊接头力学性能试验表明,随着钎料中铝含量的增加,铝基固溶体强化相数量增加,搭接钎焊接头强度提高,铝含量增至22%(质量分数)时,钎焊接头强度达到最高,继续增加铝含量,钎缝内枝状共析组织变得粗大,与其周围组织之间容易产生应力集中,萌生裂纹,钎焊接头强度降低.综合考虑钎料的铺展性能以及钎焊接头力学性能,78Zn-22Al钎料钎焊6063铝合金性能最佳.     

准八面体CBN单晶的合成研究

通过对原料、触媒及合成工艺的研究,采用国产DS-029B型六面顶压机在4．2—5．3GPa,1350。1470℃的范围内,从hBN-单质触媒体系中合成出近乎完美的黑色八面体和截角八面体立方氮化硼单晶体。确定了该种形态的CBN晶体的生长区域。CBN晶体的尺寸在100—400μm,峰值粒度为125—150μm。对所得的晶体进行考察,发现这种CBN晶体结晶形貌发育比较完整、棱角尖锐、晶粒饱满,并且有较高的抗压强度。上述结果表明所用的单质触媒具有使CBN晶体均匀生长的能力,是一种合成CBN晶体的有效触媒,该种CBN晶体具有较好的破碎强度。