添加Zn对AgCu钎料在TiC金属陶瓷表面润湿性的影响

分别采用AgCu共晶钎料和AgCu共晶钎料中添加30%(质量分数)Zn的AgCuZn钎料在TiC金属陶瓷表面进行润湿试验.结果表明,Zn元素的添加显著改善了钎料在TiC金属陶瓷表面的润湿性;AgCu钎料润湿TiC金属陶瓷时,从近钎料外表面到钎料/陶瓷界面,组织依次为Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)+Ag(s.s)/TiC金属陶瓷+Ag(s.s)+Cu(s.s)/TiC金属陶瓷;而采用AgCuZn钎料润湿TiC金属陶瓷后,从近钎料外表面到钎料/陶瓷界面,组织依次为Ag(s.s)+Cu(s.s)+(Cu,Ni)/Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)/TiC金属陶瓷+Ag(s.s)+Cu(s.s)/TiC金属陶瓷.Zn元素在真空中挥发促进了界面处Ni原子的溶解和扩散,使钎料在陶瓷表面的润湿角由120.6°减小到33.9°.     

Zn元素含量对AgCuZn钎料在TiC金属陶瓷表面润湿性的影响

在AgCu共晶钎料中添加不同量的Zn元素熔炼成AgCuZn钎料,并在陶瓷表面进行润湿试验.结果表明,当Zn元素含量为25%(质量分数)时,钎料在陶瓷表面润湿角最小,为23.5°;从近钎料外表面到钎料/陶瓷界面,组织依次为(Cu,Ni)+Ag(s.s)+Cu(s.s)/Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)/Ag(s.s)+Cu(s.s)+TiC金属陶瓷/TiC金属陶瓷.随着钎料中Zn元素含量增加,钎料/TiC金属陶瓷界面处(Cu,Ni)固溶体形态由块状弥散分布变为层状分布;Zn元素在真空中挥发能促进界面元素的溶解和扩散,从而使固液界面张力减小、钎料表面张力增大,最终导致润湿角随着钎料中Zn元素含量增加而出现最小值.     

Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-xNi的润湿特性

采用润湿平衡法,选用商用水洗钎剂研究了Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-x Ni钎料合金在Cu引线和Cu基板上的润湿特性。结果表明,当Ni添加量为0.05%~0.1%时,Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE钎料合金中在Cu引线上具有较短的润湿时间,较小的润湿角,较大的润湿力;在Cu基板上具有较小的润湿角和较大的铺展面积;焊点界面区Cu6Sn5厚度小而平整;其润湿特性满足现代表面组装技术对无铅钎料润湿性能的要求。     

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。     

不同钎剂对Sn-Zn系无铅钎料润湿特性的影响

采用润湿平衡法研究了在znC12一NH4C1、中等活性松香(RMA)和免清洗三种不同钎剂作用下,Sn-Zn无铅钎料在Cu基板上的润湿特点.结果表明,使用ZnC12-NH4C1钎剂时,Sn-Zn钎料具有良好的润湿性能;研究了不同钎剂下,Sn-9Zn钎料在Cu基板上的铺展情况,并分析比较了焊点界面金属间化合物层的特征.Sn-Zn钎料与Cu基板界面形成的金属间化合物在靠近Cu基板一侧较为平坦,而在钎料一侧呈扇贝状,而且,不同钎剂能影响钎料在Cu基板上的润湿、铺展性能,界面金属间化合物特征及焊点外观;Sn-Zn钎料表面存在大量ZnO,去除钎料表面ZnO是开发针对Sn-Zn系无铅钎料专用钎剂的关键.     

AgCuNiLi钎焊TiC金属陶瓷与GH3128界面结构及接头性能

采用AgCuNiLi钎料对TiC金属陶瓷与GH3128镍基高温合金进行钎焊。结果表明:当钎焊温度为840℃,保温10min时,接头典型界面结构可以表示为:TiC金属陶瓷/(Cu,Ni)/Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)/GH3128。随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,TiC金属陶瓷附近的(Cu,Ni)固溶体层厚度增大,且向钎料内部呈树枝状长大,钎料内部的Ag-Cu共晶组织逐渐减少。界面机理分析表明:钎料中Li的加入能促进界面上(Cu,Ni)固溶体的形成;但(Cu,Ni)固溶体的继续长大则受钎料中Cu元素的扩散程度控制。当加热温度由810℃升高到960℃,接头抗剪强度呈现先增大,然后缓慢减小的变化趋势。当加热温度为880℃、保温时间为10min时,接头抗剪强度达到最大值204MPa。     

SnAgCu-xTi在单晶硅表面的润湿行为

采用改良座滴法在高真空条件下研究了熔融Sn0.3Ag0.7Cu(SAC)-xTi(x为质量分数,%)在800 ~ 900 ℃与单晶硅表面的润湿行为. 结果表明,SAC-xTi/Si体系属于惰性润湿体系,钛的添加显著改善了润湿性. 在不添加钛时,SAC钎料在800 ℃与单晶硅润湿1 800 s后达到平衡,平衡接触角为63°;SAC-1Ti钎料在900 ℃润湿1 800 s后获得最小平衡接触角41°;SAC-3Ti钎料在900 ℃时达到平衡润湿的时间最短,仅为50 s,平衡接触角为48°. 润湿机制为钛加速了单晶硅表面氧化膜的去除. 在熔融钎料的铺展过程中,通过溶解?再析出机制和微掩膜机制,在固/液界面处形成了温度依赖的“金字塔”结构,温度越高,“金字塔”结构越稀疏且形貌越大. “金字塔”结构的出现并未改善体系的润湿性,由于其对三相线的钉扎作用,进而使得体系的润湿性变差.     

TiZrNiCu钎料在TA1/TC4异质界面的反应润湿过程

试验采用Ti51ZrNiCu钎料,研究其在TA1/TC4异质界面的反应润湿过程,使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)及润湿角测量仪等分析方法研究了不同表面的润湿界面组织结构,并总结了试验参数对组织结构和润湿能力的影响规律.而后进行了填缝试验,用于衡量Ti51ZrNiCu钎料在TA1/TC4异质界面的润湿铺展能力,总结了钎料填充经验公式.结果表明,在试验参数为935℃/3min的条件下,TiZrNiCu钎料对TA1和TC4母材填充能力可简化为经验公式:h=4 000/α,其中钎缝间隙α的单位为μm,爬升高度h单位为mm.     

TiZrNiCu钎料在TA1/TC4异质界面的反应润湿过程

试验采用Ti51ZrNiCu钎料,研究其在TA1/TC4异质界面的反应润湿过程,使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)及润湿角测量仪等分析方法研究了不同表面的润湿界面组织结构,并总结了试验参数对组织结构和润湿能力的影响规律。而后进行了填缝试验,用于衡量Ti51ZrNiCu钎料在TA1/TC4异质界面的润湿铺展能力,总结了钎料填充经验公式。结果表明,在试验参数为935℃/3 min的条件下,TiZrNiCu钎料对TA1和TC4母材填充能力可简化为经验公式：h=4 000/a,其中钎缝间隙a的单位为μm,爬升高度h单位为mm。     

镀锌层对AlSi5/钢TIG钎焊液态钎料润湿铺展行为影响机理研究

采用在镀锌钢板和钢板上进行Al Si5钎料的TIG电弧加热润湿铺展试验,通过润湿铺展试样的截面形貌观察、能谱测试和Al Si5/基体界面组织分析等方法,了解其润湿铺展行为、钎料区内的成分分布和界面组织形态,重点探讨镀锌层对Al Si5润湿铺展行为和界面组织的影响。研究结果表明,随燃弧时间增加,钎料铺展高度降低、宽度增加,润湿角减小。由于钎料润湿铺展前沿富锌区的存在导致Al Si5钎料在镀锌钢板上的润湿性得到提高。镀锌层导致Al Si5/镀锌钢板界面的Fe Al金属间化合物层厚度变薄。     

EFFECT OF BRAZING TIME ON TiC CERMET／IRON JOINT BRAZED WITH Ag-Cu-Zn FILLER METAL

The brazing of TiC cermet to iron was carried out at 1223K for 5-20min using Ag-Cu-Zn filler metal.The formation phase and interface structure of the joints were investigated by electron probe microanalysis(EPMA).scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffraction(XRD).and the joint strength was tested by shearing method.The results showed:there occurred three new formation phases,Cu(s.s),FeNi and Ag(s.s) in TiC cermet/iron joint.The interface structure was expressed as TiC cermet/Cu(s.s) FeNi(Ag(s.s) a little Cu(s.s) a little FeNi/Cu(s.s) FeNi/iron.With brazing time increasing,there appeared highest shear strength of the joints.the value of which was up to 252.2MPa when brazing time was 10min.     

低Ni/Cu比钢中铜的富集行为

采用热重分析仪和扫描电镜研究了不同加热温度和升温速率下Ni/Cu比为0.39的低Ni/Cu比含铜钢铜富集行为。研究结果表明:在1050～1300℃加热温度范围内,富集相以富Cu-Ni相和富Ni相为主,且以颗粒形式弥散分布于氧化皮内部或氧化皮与钢基体界面;除1250℃外,随加热温度升高,富集相中Ni/Cu比值逐渐增加,在1200℃和1300℃时,富集相仅为富Ni相。加热温度为1250℃时,升温速率不同,富集相的Ni/Cu比值和氧化皮与钢基体界面形态不同:采用5℃/min低速升温和15℃/min高速升温均有利于增加Ni/Cu比值,而采用10℃/min中速升温导致Ni/Cu比值偏低;增加升温速率,缩短加热时间,使氧化皮与钢基体界面更加平滑,有利于除鳞以改善钢材表面质量。对生产高表面质量低Ni/Cu比含铜钢而言,可采取低温加热或高温加热,将加热温度分别控制在1180～1220℃或者1280～1320℃;也可采用1220～1280℃中温加热,将弱氧化性气氛下分阶段步进梁加热炉的第三阶段升温速率控制在15℃/min左右。     

Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢感应钎焊的界面结构及强度

采用AgCuZn钎料实现了Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢的高频感应钎焊连接。研究了钎焊温度对感应钎焊接头强度的影响,在本试验中,当钎焊温度为900℃时得到的接头界面强度达到最大值,其剪切强度和抗弯强度分别达到133.7 MPa和91.2 MPa。利用SEM、EDS、XRD等微观分析手段,研究了钎焊界面的微观结构,感应钎焊接头的反应产物45钢侧主要为Ag基固溶体和Cu0.64Zn0.36金属间化合物;在金属陶瓷侧,主要为Ag基和Cu基固溶体。     

TiC金属陶瓷/铸铁钎焊接头热应力的有限元模拟

研究了采用Ag-Cu-Zn钎料在1173K温度下钎焊TiC金属陶瓷与铸铁时，接头在冷却过程中的热应力最大值和应力集中区。模拟结果表明，在冷却过程中，铸铁／TiC金属陶瓷接头的剪应力主要集中在界面端点处，且剪应力的最大值出现在Ag-Cu-Zn／TiC金属陶瓷界面处。TiC金属陶瓷下表面的拉应力最大值出现在TiC金属陶瓷的端点处，且随着连接温度的降低拉应力的最大值逐渐降低。TiC金属陶瓷下表面的压应力最大值出现在TiC金属陶瓷中部，且随着连接温度的降低压应力值逐渐增加。     

钛合金TC6与TC11高频感应钎焊工艺

以B-Ti57CuZrNi-S为钎料,在氩气保护气氛下对TC6/TC11钛合金进行高频感应钎焊工艺实验研究。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等测试方法,分析气体保护流量、流态以及工艺参数对焊接界面形貌、接头组织及元素分布的影响,并测试接头的抗拉强度。结果表明,钎焊界面主要由富Ti的β-Ti固溶组织和Cu-Ti、Ni-Ti以及(Cu,Ni)Ti/Zr组成的金属间化合物相组成。钎焊接头的抗拉强度随钎焊温度的升高或保温时间的延长,呈现先升高后降低的趋势,接头最高强度可达433MPa。TC6/TC11钛合金高频感应钎焊优化工艺参数带为:焊接温度910℃~930℃,保温时间120~150 s,Ar气保护流量1 MPa。     

Microstructure and strength of brazed joints of TiB2 cermet to TiAl-based alloys

In this study, TiB2 cermet and TiAl-based alloy are vacuum brazed successfully by using Ag-Cu-Ti filler metal.The microstructural analyses indicate that two reaction products, Ti ( Cu, Al ) 2 and Ag bused solid solution ( Ag ( s. s ) ) , are present in the brazing seam, and the iuterface structure of the brazed joint is TiB2/TiB2 Ag ( s. s ) /Ag ( s. s ) Ti ( Cu,Al)2/Ti( Cu, Al)2/TiAl. The experimental results show that the shear strength of the brazed TiB2/TiAl joints decreases us thebrazing time increases at a definite brazing temperature. When the joint is brazed at 1 223 K for 5 min, a joint strength up to 173 MPa is achieved.     

SiC陶瓷真空钎焊接头界面结构及机理分析

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料对SiC陶瓷进行了真空钎焊,研究了SiC陶瓷真空钎焊接头的界面显微组织和界面形成机理.试验中采用扫描电子显微镜(SEM)对接头组织进行了观察,并进行了局部能谱分析.结果表明,接头界面产物主要有TiC,Ti₅Si₃,Zr₂Si,Zr(s,s),Ti(s,s)+Ti₂(Cu,Ni)和(Ti,Zr)(Ni,Cu)等.接头的界面结构可以表示为:SiC/TiC/Ti₅Si₃+Zr₂Si/Zr(s,s)/Ti(s,s)+Ti₂(Cu,Ni)/(Ti,Zr)(Ni,Cu).钎焊过程分为五个阶段:钎料与母材的物理接触;钎料熔化和陶瓷侧反应层开始形成;钎料液相向母材扩散、陶瓷侧反应层厚度增加,钎缝中液相成分均匀化;陶瓷侧反应层终止及过共晶组织形成;钎缝中心金属间化合物凝固.在钎焊温度960℃,保温时间10 min时,接头抗剪强度可达110 MPa.