连接温度对TiC陶瓷/铸铁钎缝处剪应力的影响

采用有限元数值模拟方法研究了冷却过程中用Ni基钎料对TiC陶瓷／铸铁进行钎焊连接钎缝处剪应力的分布情况及连接温度对钎缝处最大剪应力的影响。结果表明，在冷却过程中，剪应力均主要集中在TiC陶瓷／铸铁的钎缝端点上；连接温度越高，钎缝处的最大剪应力越大，连接接头的强度越低。     

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。     

钴基高温活性钎料钎焊SiC陶瓷的接头组织及性能

采用一种钴基高温活性钎料钎焊SiC陶瓷,研究了钎料厚度、钎焊温度对接头组织,特别是界面反应区组织以及接头室温四点抗弯强度的影响。结果表明,钎料与SiC陶瓷的反应界面可分为富Ni、Co,富Cr及富Ti的三个区域。Ni、Co等元素在陶瓷／钎料界面强烈富集,表现出强的界面活性的特点,Cr元素次之,而Ti元素的活性作用表现并不明显,在距陶瓷／钎料界面一定距离处形成一条富Ti的条带。在1150℃保温10min的钎焊规范下,对应钎料厚度为120μm时获得的接头室温四点抗弯强度最高,平均达到160MPa。     

不同钎料对Ti3Al基合金钎焊接头强度及界面微观组织的影响

研究了Ti3Al基合金真空钎焊及接头组织性能;分析了不同钎料对接头界面组织和剪切强度的影响,初步优选了钎料,优化了钎焊连接规范参数;利用电子探针、扫描电镜和X射线衍射等方法对接头进行了定性和定量分析.结果表明:采用NiCrSiB钎料连接时,在界面处有金属间化合物TiAl3、AlNi2Ti和Ni基固溶体生成,TiAl3和AlNi2Ti的生成降低了接头的剪切强度;采用TiZrNiCu钎料连接时,在界面处有金属间化合物Ti2Ni、Ti(Cu,Al)2和Ti基固溶体生成,Ti2Ni和Ti(Cu,Al)2的形成降低了接头的剪切强度;采用AgCuZn钎料连接时,在界面处生成TiCu、Ti(Cu,Al)2和Ag基固溶体,TiCu和Ti(Cu,Al)2的生成是降低接头剪切强度的主要原因;采用CuP钎料连接时,在界面处生成了Cu3P、TiCu和Cu基固溶体,CuaP和TiCu使接头的剪切强度降低;对于NiCrSiB钎料,当连接温度为1 373 K,连接时间为5 min时,接头的剪切强度最高为219.6 MPa对于TiZr-NiCu钎料,当连接温度为1 323 K,连接时间为5 min时,接头的最高剪切强度为259.6 MPa;对于AgCuZn钎料,当连接温度为1 173 K,连接时间为5 min时,接头的最高剪切强度为125.4 MPa;对于CuP钎料,当连接温度为1 223 K,连接时间为5 min时,接头的最高剪切强度为98.6 MPa;采用TiZrNiCu钎料连接Ti3Al可获得最大接头强度.     

TiC金属陶瓷/钢钎焊接头的界面结构和连接强度

采用BAg45CuZn钎料对自蔓延高温合成的TiC金属陶瓷与中碳钢进行了真空钎焊连接,利用扫描电镜、电子探针、X射线衍射等分析手段对接头的界面结构和室温抗剪强度进行了研究.结果表明,利用BAg45CuZn钎料可实现TiC金属陶瓷与中碳钢的连接;接头的界面结构为TiC金属陶瓷/(Cu,Ni)固溶体/Ag基固溶体 Cu基固溶体/(Cu,Ni)固溶体/(Cu,Ni) (Fe,Ni)/中碳钢;在连接温度为850℃保温10min的钎焊条件下,接头的抗剪强度可达121MPa.     

低银活性钎料钎接95% Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33的研究

针对预金属化法钎接陶瓷与金属工艺复杂以及钎料含银量高问题,设计制备出AgCuSnInTiNi活性钎料箔,并用之对95%Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33实施真空钎接,分析了接头组织和性能,研究了钎料中钛含量对接头组织和性能的影响。结果表明,随着钛含量的增加,钎料熔点升高,铺展性明显改善,AgCuSnInTiNi钎料可实现95%Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33的有效连接,形成的钎接接头饱满,无裂纹、溶蚀等缺陷。钎缝组织均匀致密,主要由(Ag),(Cu)及分布于晶界的Cu_2Ti,AgTi化合物组成。由于钎接过程中合金中的Fe,Ni元素溶解,在钎缝与可伐合金的结合界面有少量Fe_2Ti,Ni_3Ti脆性化合物产生。在钎缝与陶瓷的结合界面存在厚约10μm的Ti_3Cu_3O,TiO,TiAl_3反应层,达成陶瓷与钎缝的连接。随着Ti含量增加,钎料与母材反应充分,钎缝组织细化,成分均匀,接头剪切强度增大。但当钛含量大于6%时,接头化合物增多,性能有下降趋势。在钎接温度870℃、保温时间5min、真空度为2.0×10-2Pa条件下,应用Ag42Cu45.8Sn4In2Ti6Ni0.2钎料钎接95%Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33,形成接头的剪切强度达到107MPa。     

日用陶瓷与不锈钢钎焊连接的界面组织与性能分析

对日用陶瓷进行了化学镀镍,实现了镀镍陶瓷与1Cr18Ni9Ti不锈钢的钎焊连接。借助扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、压剪试验等分析测试手段,分析了陶瓷／Ni／Sn-3．5Ag／不锈钢在大气环境下,钎焊接头的界面组织结构和接头性能。结果表明,化学镀镍陶瓷／1Cr18Ni9Ti不锈钢接头为多层复合结构,镀镍层与锡基钎料发生界面反应,其界面反应产物为Ni3Sn4金属间化合物及锡基固溶体。当连接温度为300℃,连接时间为5min时,接头的抗剪强度能达到15．7MPa。该方法成本低,便于批量生产,拓宽了日用陶瓷的使用范围,具有一定的应用价值;     

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．     

TC4/30CrMnSiNi2A钎焊接头组织与力学性能分析

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni和 Ag-Cu28两种钎料分别对TC4钛合金/30CrMnSiNi2超高强钢异种材料进行了钎焊,对钎焊界面组织以及接头的力学性能进行了分析。结果表明：Ag基钎料钎焊TC4与30CrMnSiNi2A异种材料时,钎缝界面组织为Ag(s,s)+Ti-Cu系化合物组成;因Ag固溶体的存在,钎缝具有一定的韧性,接头剪切强度较高,剪切断口呈现出韧性断裂特征。Ti基钎料钎焊TC4与30CrMnSiNi2A异种材料时,钎缝界面组织为Ti-Zr固溶体+未完全反应凝固钎料,钎缝显微硬度较高,接头剪切强度较低,呈现出脆性断裂特征。Ag基钎料TC4/30CrMnSiNi2A异种材料钎焊接头力学性能明显优于Ti基钎料结果,在钎焊温度830℃,保温时间15min时,剪切强度为125.52MPa。     

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.     

真空钎焊金刚石界面碳化物的形貌

采用Ni-Cr、Ag-Cu-Ti和Ti-Zr-Ni-Cu等钎料分别对单晶金刚石与基体进行真空钎焊。SEM、EDS和XRD等分析结果表明,在一定的钎焊温度、时间及真空度下,金刚石与所有钎料均形成化学冶金结合,在不同钎料界面形成的碳化物的种类、数量和形貌分布却显著不同;Ni-Cr合金钎料在界面处形成片状的Cr3C2和针状Cr7C3;Ag-Cu-Ti钎料则生成不连续分布块状TiC,Ti-Zr-Ni-Cu生成的是呈鹅卵石状连续分布的TiC。     

采用Au基钎料真空钎焊Al2O3陶瓷

首先选用AgCuTi活性钎料在880℃/10 min参数下对A1₂O₃陶瓷表面进行金属化处理,之后尽量去除金属化层中的AgCu共晶组织,然后选用两种Au基高温钎料在980℃/10 min参数下对金属化后的A1₂O₃进行了钎焊连接.结果表明,在Al₂O₃/Au-Ni/Al₂O₃接头中靠近Al₂O₃母材的界面处生成一层薄薄的扩散反应层,该反应层主要由TiO₂和Al₂O₃组成;在Al₂O₃/Au-Cu/Al₂O₃接头中同样存在扩散反应层,与前者不同的是,接头中检测到Ti-Au相的存在.分别对Au-Ni和Au-Cu两种钎料获得的Al₂O₃接头进行了抗剪强度测试,前者对应接头强度为95.5 MPa,后者对应接头强度达到102.3 MPa.     

氧化铝基复合陶瓷-金属钎焊界面的热应力

用Ag-Cu-Ti钎料钎焊SiCw／Al2O3复合陶瓷和金属时，陶瓷与钎料发生化学反应，在陶瓷表面形成由TiO、TiC等物相组成的反应层。采用有限元法，对SiCw／Al2O3复合陶瓷／反应层界面的热应力进行了计算。结果表明，复合陶瓷／反应层界面的残余应力变化急剧，最大拉应力位于晶须、基体和反应层交界处；晶须内部及其表面存在较高的双向压应力，Al2O3基体主要承受垂直于界面的拉应力；SiC晶须／反应层界面及其附近的反应产物TiC内具有较高的平行于界面的拉应力，当连接界面承受剪力作用时，SiC晶须／反应层界面和TiC处极易破坏。借助TEM和SEM观察了复合陶瓷／反应层界面区的精细结构和剪切断口形貌，并利用计算结果对观察到的现象进行了分析。     

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。     

国际钎焊技术最新进展

总结了最近3年来的4次国际焊接会议有关钎焊技术的最新进展.介绍了轻合金(包括铝合金、钛合金、镁合金)用新型钎料(或钎剂),锡基、Au-Ge等低温钎料,以及陶瓷钎焊用高温钎料的最新研究成果;新颖的纳米复合钎料和纳米叠层箔带中间层扩散焊技术的研究得到了关注;特殊的钎焊新工艺,包括超声波辅助钎焊、气体保护电弧钎焊、等离子钎焊...     

Numerical simulation of iron/TiC ceramic tappet brazed with TiZrNiCu filler metal

1　INTRODUCTIONRecently ,withthedevelopmentofautoenginestothedirectionofhighspeedandpower ,theproper tiesofthetappetsusedinautoenginesbecomemoreandmoreimportant .Sohowtoimprovethewearre sistance ,fatigueresistanceandoilstorageofthetap petsbecomesamajorprojectintheautofield .Anewkindofcompoundtappetwasstudiedinthispaper .ItwasmadeofTiCceramic ,whichwasbrazedonthewearsurfaceofiron .ThiskindoftappetcanmakefulluseofgoodwearresistanceofTiCceramicandgoodtoughnessofmetal.Fig .1showsthemi crost…     

Interface structure and strength of brazed joints between TiC ceramic and iron

Abstract

The brazing of TiC ceramic to iron was carried out at 1123–1273 K for 5–20 min using Ag–Cu–Zn filler metal. Interface structure and shear strength of joints were investigated, the former via electron probe microanalysis, scanning electron microscopy, and X-ray diffraction, and the latter via the shearing method. The results show the formation of three phases in the TiC ceramic–iron joint, namely, copper base solid solution, FeNi, and silver base solid solution. The highest joint shear strength of 256.5 MPa is obtained for a brazing temperature of 1173 K and brazing time of 5 min.     

Wettability and interfacial reactions of PdNi-based brazing fillers on C-C composite

The wettability and interfacial reactions of four kinds of PdNi-based brazing fillers on C-C composite were studied with the sessile drop method.The results showed that the wettability of these brazing fillers was improved with the increase of Cr content. Cr distributed at the interface of brazing filler/C-C composite and the formation of Cr23C6 phase was speculated.In the interface between Ni-33Cr-24Pd-4Si brazing filler and C-C composite,element Cr reacted with C-C to form Cr-C reaction layer.Pd together ...     

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.