激光气体渗氮工艺对TC4钛合金表面性能的影响

钛合金属于粘性材料,易发生粘着磨损,为提高钛合金件作为摩擦副使用时的寿命,需提高钛合金表面硬度及耐磨性。利用连续激光器在TC4合金表面进行激光气体渗氮,生成金黄色的氮化层。用SEM、EDS、XRD分析试样渗氮层的微观组织、元素分布以及物质组成。结果表明,经激光气体渗氮后在TC4表面生成了以Ti N为增强相的改性层,并且在未渗氮区有黑色粉末状Ti N生成。表层由氮化层、热影响区及母材组成。渗氮层与基材发生冶金结合,结合强度高,不易剥落。随着激光功率的提升,渗氮层厚度及硬度都有所增加。当功率为1 200 W时,钛合金表面渗氮层最高硬度超过1 800 HV0.3,渗氮层厚度也最大。在氮气流量为10 L/min时整个渗氮层中氮元素的含量相对较高。经过激光气体表面渗氮后渗氮层的摩擦系数较基体材料摩擦系数有明显降低,耐磨性更好。     

快速凝固Al-Si-Cu基钎料的性能

利用单辊急冷设备，制得了厚度为70～100μm的三种Al-Si-Cu薄带钎料。根据DTA测定结果，该快冷钎料液相线降低3～5℃。快冷钎料与普通钎料的润湿性和接头抗拉强度测定结果表明，快冷钎料润湿系数提高20％，抗拉强度提高30％。分析钉料和钎焊接头的微观组织可以发现，快冷钎料晶粒尺寸在0．6μm以下，元素分布均匀，在钎焊过程中与母材扩散性能好，有利于提高润湿性和接头抗拉强度。采用快速凝固制备薄带钎料，不仅工艺简单，且可获得性能更优良的钎料，并可用于开发新颖钎料。     

金刚石钻头硬质合金层和钢钎焊用新型钎焊膏的研制

为了满足目前工厂对于生产制造金刚石钻头低成本、高效率、高质量的要求,研制了一种适应于高频感应钎焊的新型银基钎焊膏,其主要成分(质量分数)为Ag-Cu-Zn合金钎料粉末75%~80%,氟化物钎剂粉末10%~14%,饱和硅酸钠溶液7%~8%,白油2%~3%,有机溶剂1%~2%。性能测试结果表明:在700℃以上该钎焊膏在42Cr Mo和WC母材表面具有良好的润湿性,润湿角均小于20°。当垫片的厚度在2 mm以下时,钎料可以充分填充整个焊缝。矩形爬高性能测试时,焊缝间隙在1.2~2.0 mm时,钎料爬升高度随着焊缝间隙的增大而减小。然后,使用该新型钎焊膏进行了WC硬质合金和42Cr Mo钢的钎焊。力学性能测试结果显示钎焊接头的抗拉强度高,拉伸断裂位置均位于WC硬质合金母材内部。显微组织分析显示,焊缝无明显缺陷,焊缝区各元素在接近两母材侧均发生了不同程度的扩散。     

瞬间液相焊非晶铜基钎料的制备及其性能研究

利用液态单辊急冷法制备用于铜及铜合金瞬间液相焊非晶铜基钎料--Cu68.5Ni15.7P6.5Sn9.3.制得的非晶铜磷钎料薄带具有良好的韧性,可以冲压成各种形状,钎焊工艺性能优良.将该钎料在4种钎焊温度(660℃、670℃、680℃、690℃)和3种保温时间(5 min、10 min、15 min)下与紫铜进行真空钎焊.结果表明,用非晶Cu68.5Ni15.7P6.5Sn9.3钎料焊接的接头有较高的强度.     

新型低熔点铜基钎料的研制

以Cu-22Sn为基体,在此基础上添加Ni和Mn及其它微量元素,研制了一种低熔点铜基钎料.该钎料可在850℃下钎焊,钎焊温度比纯铜钎料低200℃,可在较低温度下钎焊低碳钢.对该钎料的钎焊工艺性能、钎料微观组织以及力学性能进行了研究.研究结果表明,该钎料具有优异的钎焊工艺性和润湿性,接头强度较高,冶金特性优异,界面冶金结...     

非晶铜磷钎料升温过程中的组织演变

研究了钎焊温度对非晶钎料微观组织转变的的影响,利用EPMA、XRD等方法分析在升温过程中钎料的组织转变及元素扩散情况,并与普通晶态钎料进行对比研究.结果表明:由于凝固方式的不同,非晶钎料在晶化后为完全共晶组织,且晶粒细小均匀,这有利于提高钎焊接头的性能.     

KF-AlF_3-KBr低熔点铝基钎剂研制

氟铝酸钾钎剂不吸潮、无腐蚀,广泛应用于铝及其合金的钎焊,但由于该钎剂熔点较高,限制了其使用范围。在KF-AlF3钎剂基础上,添加第三组元KBr降低了熔点,获得了低熔点的无腐蚀性钎剂。通过DSC、XRD和一系列钎焊性能实验表明,当w(KBr)=20%时钎剂熔点最低,液相线温度522.1℃。钎剂由KAlF4、K3AlF6和KAlBr4组成,KAlF4-K3AlF6-KAlBr4组成的三元共晶是钎剂熔点降低的主要原因。通过性能测试表明,此钎剂具有良好的铺展性、填缝性,去膜能力也有较大程度的提高,可以应用于低熔点铝合金钎焊。     

超声作用下Sn-Ag-Ti(-Al)活性钎料在石墨表面的铺展行为

研究了锡基活性钎料在多孔石墨表面的润湿铺展过程,采用高速摄像机对超声波作用下钎料铺展过程的外部特征进行了捕捉,结合超声波在石墨表面传播特性以及钎焊接头界面微观形貌,对超声波作用下锡基活性钎料在石墨表面铺展过程进行了详细描述,分析了超声波在铺展过程中起到的作用,研究了影响钎料铺展的因素。结果表明,在钎焊过程中加以超声波辅助,能实现活性钎料在石墨表面的铺展。与刚性基体不同的是超声波在石墨表面振幅衰减很快,这使得超声波作用下的声致铺展作用在石墨表面很难进行,但随着石墨表面的孔洞被钎料填充,振幅衰减逐渐减小,声致铺展作用逐渐加强,在超声波功率足够大的情况下,液态钎料可以在石墨表面铺展。钎料表面氧化膜是阻碍钎料铺展的关键因素,通过施加超声波可去除钎料表面氧化膜促进钎料铺展。     

超声作用下活性钎料在石墨表面的铺展行为

本文采用超声波辅助铺展润湿技术,进行了活性钎料在多孔材料石墨表面的动态铺展实验。通过采用高速摄像技术对超声波作用下钎料铺展过程的外部特征进行捕捉、描述和分析,研究了超声波作用下活性钎料在石墨表面的铺展行为及其机理。研究结果表明,超声波在石墨表面振幅衰减很快,这使得超声波作用下的声致铺展作用在石墨表面很难进行,但随着石墨表面的孔洞被钎料填充,振幅衰减逐渐减小,声致铺展作用逐渐加强,在超声波功率足够大的情况下,液态钎料可以在石墨表面铺展。钎料表面氧化膜是阻碍钎料铺展的关键因素,通过施加超声波可去除钎料表面氧化膜促进钎料铺展。     

Al纳米晶在Fe表面熔化行为的分子动力学模拟

本文应用分子动力学(MD)方法,采用嵌入势模型,在Al纳米晶熔点以上、Fe熔点以下的温度范围内,对Al原子在Fe(001)、(110)和(111)面上的扩散现象进行了系统研究。结果发现,在模拟时间内Al原子的扩散主要发生在Al和Fe直接接触的第一原子层上,且大部分Al原子沿着Fe表面即x-y平面扩散,仅有极少数Al原子沿着z方向向下扩散。Al原子在不同Fe表面上的主要扩散通道并不相同:在Fe(001)面上Al原子沿[110]和[1-10]的扩散几率大致相同;在Fe(110)面上Al原子主要在Fe表面沿[001]方向扩散;在Fe(111)面上Al原子沿[1-10]、[1-01]和[01-1]的扩散几率大致相同。