遗传算法在多元铜基钎料成分优化中的应用

CuZn钎料在白口铸铁表面的润湿性能和钎缝剪切强度低于其在钢表面的润湿性能和钎缝剪切强度,白口铸铁向钎料过度溶解所造成的溶蚀是钎料润湿性能差、钎缝剪切强度低的主要原因。为提高CuZu钎料的综合性能,本文根据二次回归组合设计方法建立了合金元素与钎料润湿性能、剪切强度的回归方程,分析了合金元素对钎料的润湿性能及钎缝剪切强度的影响规律;将分层序列法与遗传算法相结合可以求解钎料润湿性能、钎缝剪切强度多目标优化问题。实验表明,采用本文提出的铜基钎料成分优化方法,可以获得优化的铜基钎料成分和性能。     

铜基钎料钎焊白口铸铁钎缝界面冶金反应机理

非光滑单元体材料 (白口铸铁 )与钢的连接是仿生非光滑表面减粘降阻的关键技术之一。本文采用金相显微镜、扫描电镜、电子探针和X 射线衍射仪分析了多元铜基钎料钎焊白口铸铁钎缝界面冶金结合形成的特点及界面层对钎缝力学性能的影响。研究结果表明 :铜基钎料钎焊白口铸铁界面冶金反应剧烈 ,时间和温度对界面的形成影响明显。复杂界面层的形成降低了钎缝剪切强度 ,剪切断裂沿铜基钎料与白口铸铁钎缝界面一侧进行     

铜基钎料钎焊白口铸铁钎缝界面冶金反应机理

非光滑单元体对材料（白口铸铁）与钢的连接是仿生非光滑表面减粘降阻的关键技术之一。本文采用金相显微镜、扫描电镜、电子探针和X－射线衍射仪分析了多元铜基钎料钎焊白口铸铁钎缝界面冶金结合形成的特点及界面层对钎缝力学性能的影响。研究结果表明：铜基钎料钎焊白口铸铁界面冶金反应剧烈,时间和温度对界面的形成影响明显,复杂界面层的形成降低了钎缝剪切强度,剪切断裂沿铜基钎料与白口铸铁钎缝界面一侧进行。     

Sn-Zn-Bi无铅钎料成分设计

利用二次回归正交组合设计建立了Sn Zn Bi无铅钎料成分与润湿性能、力学性能及抗腐蚀性能的回归方程,分析了成分质量分数对钎料润湿性能、接头剪切强度及钎缝抗腐蚀能力的影响规律。结果表明:增加Zn的质量分数有助于提高接头剪切强度,但同时也使钎料润湿性和钎缝抗腐蚀性能下降;添加适量质量分数的Bi能明显改善钎料的润湿性、接头剪切强度和钎缝抗腐蚀性;Zn、Bi交互作用对钎料和接头性能有一定的影响。在综合考虑成分变化对钎料熔点、熔化温度区间等影响后,优化设计出用于电子工业的w(Zn)=8%～9%、w(Bi)=3%～4%的Sn Zn Bi无铅钎料。     

Cu-Ni-Sn-Ti活性钎料成分设计与优化

利用混料回归设计建立了Cu-Ni-Sn-Ti活性钎料成分与剪切强度、润湿性能的回归方程,分析了成分质量分数对接头剪切强度和钎料润湿性能的影响规律。结果表明:增加Ti含量有助于提高钎料的润湿性能,但同时也使接头的剪切强度下降;添加适量的Sn能明显改善接头剪切强度和钎料的润湿性能。在综合考虑成分变化对钎料熔化温度区间等影响后,优化设计出用于钎焊连接立方氮化硼超硬材料的w(Ti)=10%~12%、w(Sn)=3%~5.5%的Cu-Ni-Sn-Ti活性钎料。     

合金元素对Sn-Bi-Sb-Ag-Cu-Re系无铅钎料性能和组织的影响

研究了合金元素Bi、Sb、Ag、Cu、Re对锡基无铅多元钎料性能和组织的影响.研究结果表明，增加Bi、Ag、Cu含量可以降低液相线温度，Sb可以提高液相线温度；Bi、Cu有提高润湿性能的作用，Sb、Ag、Re在低含量范围内可提高润湿性能；Cu有提高剪切强度的作用，Bi明显使剪切强度降低.钎料的相组成是由在β Sn的基体上分布着金属间化合物Ag3Sn、SnBi和Cu6Sn5构成的，Sb和Re则基本上是固溶在基体中.     

Sn—Zn系电子无铅软钎料湿润性能的研究

研究了元素铋对Sn-Zn系合金钎料湿润性能的影响,结果发现Sn－Zn的湿润性能可通过元素铋的加入而得到有效地改善。当铋的含量大于5％时,钎料可获得与Sn-45％Pb系合金相当的润湿性能,但再在合金中加入微量的以镧、铈为主的混合稀土会使钎料合润湿性能有一定的下降。     

锡元素对Zn-10Al钎料合金组织及性能的影响

利用OM、XRD衍射仪、SEM及其自带的EDS能谱分析仪、万能试验机研究Sn元素添加量对Zn-10Al钎料合金显微组织、物理性能以及焊接性能的影响.结果表明:Sn元素能够细化Zn-Al钎料共析组织,降低钎料合金熔化温度,提高钎料合金铺展性能以及焊接接头的抗剪强度.添加Sn元素质量分数为12%时,钎料合金在铜板上铺展面积为122 mm2,焊接接头的抗剪强度为53 MPa.当Sn元素质量分数超过12.0%时,铜界面处金属间化合物迅速生长,铺展面积和剪切强度下降.     

合金元素对含稀土低锡钎料抗氧化性和润湿性的影响

研究了合金元素对含稀土低锡钎料抗氧化性和氧化前后润湿性能的变化。试验结果表明，波峰钎焊时，高锡和低锡钎料都有不同程度的氧化，含锡量愈低，抗氧化性愈差。稀土对低锡钎料抗氧化性影响不大。合金元素Ｓｂ，Ｂｉ能提高钎料的抗氧化性，Ｃｕ在高温时提高钎料的抗氧化性，Ｚｎ降低抗氧化性。钎料氧化后，润湿性变化不大。     

元素Cu对BNi-7钎料组织和润湿性能的影响

在钎焊温度为980℃,保温时间为30 min的条件下,向BNi-7钎料中添加质量分数为9%的合金元素Cu,利用扫描电镜、同步热分析仪以及对比实验,分析元素Cu对BNi-7钎料微观组织、熔化特性以及润湿性能的影响.结果表明,添加合金元素Cu,钎料润湿铺展过程中相的种类不变,但Ni基固溶体厚度增加,共晶组织里的韧性Ni(Fe,Cr,Cu)固溶体数量增加;随着合金元素Cu的添加,钎料的固液相线温度逐渐降低,但熔化温度范围增大;对于添加9%Cu的BNi-7钎料,由于前驱膜的变宽,促进了钎料的润湿,润湿性能良好.     

Cr白口铸铁—钢复合铸造的组织与性能

采用铸造的方法，将不同直径的４５钢钢筋包覆在Ｃｒ白口铸铁芯部，试验研究了所得复合试样的组织与性能，结果表明，选用较大直径比并经适当热处理，可获得较理想的综合性能，外层Ｃｒ白口铸铁的硬度可达ＨＲＣ６１．５－６４．５，复合试样抗弯强度可达σｗ７００－１０００ＭＰａ，比单一Ｃｒ白口铸铁提高４０％左右。文章还对复合铸造的有关工艺参数进行了分析和讨论。     

添加Cu粉对Ni-Cr合金真空钎焊金刚石磨粒界面组织的影响

为降低金刚石高温钎焊后的热损伤,采用添加5%、10%、15%（wt%）Cu粉的Ni-Cr-B-Si钎料对金刚石磨粒进行了真空钎焊试验,实现了金刚石与钢基体的高强度连接.采用SEM对金刚石与钎料界面及碳化物形貌进行了观察分析。结果表明：添加5%Cu的Ni-Cr-B-Si钎料在1 050℃时钎焊能够实现金刚石与钎料的高强度连接,不仅对金刚石润湿较好,也能在一定程度上减少金刚石的热损伤。     

Ag基钎料钎焊立方氮化硼的焊接性与微观结构

在不同真空钎焊温度和保温时间条件下,研究了Ag基活性钎料钎焊立方氮化硼的焊接性与微观结构。试验结果表明:钎料中Ti的质量分数为12%、钎焊温度为950℃、保温时间为20 min时可实现Ag-Cu-Ti活性钎料与立方氮化硼的牢固连接。Ag-Cu-Ti活性钎料对c-BN的润湿性较好,界面结合紧密,并在界面处形成反应层。微观分析表明:钎焊过程中Ag-Cu-Ti合金钎料中的Ti向c-BN磨粒表面富集,并与c-BN磨粒表面N和B元素发生反应,形成TiN和TiB2,实现了Ag-Cu-Ti活性钎料与立方氮化硼磨粒的化学冶金结合。     

真空钎焊中晕环现象的研究

通过试验研究发现,晕环是由于Cu,Ag,Sn,Mn和Au等几种元素导先钎料整体沿晶界或毛细磨痕润湿母材的结果,从而提高钎料的润湿性。液态钎料与母材的性能以及在钎焊温度下相互作用情况是影响晕环形成的主要因素。     

低铬合金铸铁耐磨球的试制

根据铸铁球所处的工作条件，在普通的白口铸铁球化学成分的基础上，按合金化原理重新设计其成分，经变质处理、并进行铸造余温吹风冷却来制作铸铁球，使铸球表层到心部硬度均达到HRC50以上，冲击韧性αK＞5．5J/cm^2, 而且耐磨损、抗破碎，制造成本较低，是制作耐磨件较为理想的一种方法。     

稀土元素在铝合金真空钎焊中的作用

研究了真空钎焊时在钎料中加入微量稀土元素Ｌａ、Ｃｅ,能显著提高Ａ１－Ｓｉ基钎料对ＬＤ３０铝 合金的润湿性和真空钎焊接头质量;明显改善钎缝微观组织,使晶粒细化,并使中间相分布更均匀, 改变第二相ＣｕＡｌ_２、Ｍｇ_２ Ｓｉ的网状分布,使之变薄变细;促进铝合金基体与钎料中合金元素的相互 扩散和均匀分布;从而使钎焊接头强度明显提高．     

硬质合金中温钎焊技术的实验研究

采用显微结构法,通过观察钎焊接头形成条件,研究了以B-Ag-1为钎料的硬质合金和钢的中温连接技术。实验表明,在感应电流为450～600 A时,B-Ag-1钎料能湿润并在硬质合金上铺展,形成组织均匀的钎缝,同时通过钎料中银原子和铜原子向硬质合金的扩散形成具有一定强度的界面。钎焊温度的降低以及铜缓冲层的加入,大大降低了钎焊过程的热应力,接头和母材上均未发现热裂纹。