钎焊工艺对Ni-14Cr-10P-x Ti钎料连接C/C复合材料组织和性能的影响

用真空熔炼、惰性气体雾化的方法制备Ni-14Cr-10P金属粉末,再加入Ti粉和高分子聚合物高速搅拌分散制备了Ni-14Cr-10P-x Ti膏状活性钎料。用制备的焊膏在真空钎焊炉中钎焊C/C复合材料,然后测试了钎焊接头的抗剪切强度,采用SEM、EDS、XRD等方法对接头微观组织进行了分析。结果表明,在钎焊温度1000℃,保温时间30min时,接头获得了最高的抗剪切强度,然后随着钎焊温度的上升、保温时间延长,钎焊接头强度下降;添加Ti元素加快了钎焊强度随温度和保温时间的增加而下降的速度,结合微观组织结构,对Ti元素加入后钎焊强度随温度和保温时间增加而下降更为迅速的原因进行了分析。     

Ti含量对Ni-14Cr-10P-xTi焊膏连接C/C复合材料组织及性能的影响

将不同质量分数的钛粉加入Ni-14Cr-10P合金粉末中,再配合高分子聚合物制得膏状Ni-14Cr-10P-x Ti活性钎料,用制得的焊膏钎焊C/C复合材料,然后测试了钎焊接头的剪切强度,通过扫描电子显微镜、能谱分析仪、电子探针显微分析仪等对钎焊接头界面组织特征进行分析。结果表明:活性元素Cr、Ti与C/C复合材料表面的C反应而起到表面改性的作用,使得钎料能在C/C复合材料表面润湿、填缝。随着Ti元素加入量的增加,钎焊接头剪切强度先增加再降低。Ti质量分数为1%时,TiC呈颗粒状弥散分布,使得钎料层强化,接头剪切强度增加;当Ti增加到3%时,在界面处形成了连续的Cr_3C_2/TiC脆性材料层,接头剪切强度下降;Ti质量分数达到5%时,Ti与Cr_3C_2反应使得梯度界面层消失,界面物质热膨胀系数差异增大,残余热应力增加,同时Ti与Ni、Cr形成的金属间化合物增加并集中分布在钎料层中,导致接头剪切强度急剧下降。     

Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢钎焊接头显微组织和剪切强度的研究

以铜基合金为钎料,通过真空钎焊方法获得Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢牢固接头。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了主要钎焊工艺参数对钎焊接头剪切强度、显微组织和界面处各元素分布的影响规律。结果表明:随着钎焊温度和保温时间的增加,接头的剪切强度先增加后减小。当钎焊温度和保温时间分别为1 060℃和10 min时,钎料与母材中的元素在界面处发生较剧烈扩散,并形成适当厚度的扩散层,界面产物从45钢一侧到Ti(C,N)基金属陶瓷一侧依次为(Fe,Ni)固溶体、Cu Mn Zn金属间化合物、(Cu,Ni)固溶体和Ti(C,N),此时,接头达到最高剪切强度195.3 MPa。     

Ti(C,N)基金属陶瓷与低碳钢真空钎焊的界面结构及接头强度

本文采用CuMnNiCrSi钎料实现了对Ti(C,N)基金属陶瓷与低碳钢的真空钎焊连接。研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头剪切强度的影响,通过XRD、SEM和EDS对接头的物相、显微组织、元素分布及断口形貌进行分析。研究表明:在钎焊温度为1030℃,保温时间为20 min的工艺条件下,钎焊接头的结合强度达到最大,其剪切强度为301.5 MPa。Ti(C,N)基金属陶瓷/低碳钢焊缝由α-Ti基固溶体和Cr基固溶体构成。在金属陶瓷一侧的界面处形成Cu基固溶体,在钢一侧形成(Cu,Ni)固溶体和(Fe,Ni)固溶体。Ti(C,N)基金属陶瓷/低碳钢接头断裂发生在Cu基钎料处,其断裂方式为韧性断裂。     

SiCp/Cu复合材料的真空钎焊

对冷压烧结结合热挤压工艺制备的SiC/Cu复合材料,选用Ti和AgCuTi为钎料,采用不同的工艺进行真空钎焊试验.用金相显微镜和扫描电镜对母材和钎焊接头的剪切断口形貌进行分析,利用电子万能试验机对钎焊接头进行抗剪强度测试,将接头抗剪强度与母材抗剪强度进行对比以评判钎缝质量.结果表明,用Ti为钎料连接SiCp/Cu复合材料的连接状况要优于AgCuTi钎料,且连接温度850℃,保温时间为20 min时,抗剪强度最大为70.5 MPa,与母材抗剪强度相当;随着铜基复合材料中SiCp含量不断增加,钎焊接头室温抗剪强度不断下降,当SiCp含量超过10%时,抗剪强度快速下降.     

锡钎焊工艺参数对钎焊接头力学性能的影响

在不同的锡钎焊温度和保温时间下制备锡钎焊接头,探讨了锡钎焊工艺对其接头剪切强度的影响.试验结果表明:随钎焊温度的升高或保温时间的延长,钎焊接头的剪切强度均呈现先上升后下降的趋势,且当钎焊温度高于300℃后,其剪切强度下降.在本试验条件下,钎焊温度260℃、保温时间20 s为最佳匹配工艺参数,接头的可靠性较高.     

具有铼涂层的C/C复合材料与铌的真空钎焊

利用自制的Zr-Ni钎料对具有铼涂层的碳碳复合材料与铌进行真空钎焊,确定了接头典型界面组织为C/C-Re复合材料/(Re)/(Re,Zr,Nb)+NiZr/ NiZr₂+NiZr/ NiZr+Nb/Nb. 结果表明,钎焊过程中,铼涂层厚度变小,向钎缝中扩散,并与钎料元素形成了固溶体组织(Re,Zr,Nb),当钎焊保温时间过长时,Re元素向钎缝大量溶解,铼涂层与C/C复合材料脱离. 随钎焊温度升高及保温时间延长,接头抗剪强度均呈现出先升高后降低的变化趋势. 确定最佳焊接工艺参数为钎焊温度为1 110 ℃,保温时间为20 min,此时钎焊接头室温抗剪强度为19 MPa.     

奥氏体不锈钢与纯铜的真空钎焊工艺研究

采用BAg72Cu共晶钎料对奥氏体不锈钢与纯铜的真空钎焊工艺进行研究.通过剪切试验、光学显微镜观察、扫描电镜及能谱分析等手段研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响.试验表明,钎缝中心区为AgCu共晶组织,两侧界面反应区为铜基固溶体,钎焊温度对钎焊接头的组织和性能影响明显,而保温时间对其影响不明显.当钎焊温度865℃、保温时间10min时,剪切强度最高,达到160 MPa.钎焊温度过低时,冶金作用较弱,接头强度较低;钎焊温度过高时,钎料流淌较多,接头强度也较低.以865℃为钎焊温度,改变保温时间,在10～45 min保温时间内接头的剪切强度变化不大.     

Ag-Cu-Ti钎焊金刚石/铜复合材料的组织和性能

采用97(72Ag-28Cu)-3Ti活性钎料钎焊了Diamond/Cu复合材料和Al2O3陶瓷,研究了主要钎焊条件如钎焊温度和保温时间对接头强度的影响.结果表明,钎焊过程中Ti元素易聚集在金刚石颗粒周围并形成TiC化合物层.TiC化合物的形貌与Diamond/Cu钎焊接头剪切强度有密切关系,金刚石表面生长适当厚度的TiC化合物层能增强钎焊接头的剪切强度,但如果TiC为颗粒状或TiC化合物层生长过厚,将削弱钎焊接头的剪切强度.钎焊接头的最大剪切强度可达117 MPa.     

TC4/TNM钎焊接头界面组织及性能

采用Ti-25.65Zr-13.3Cu-12.35Ni-3Co-2Mo(wt.%)非晶箔带钎料在900 ℃~1020 ℃/10 min工艺下真空钎焊连接TC4和TNM合金,并系统研究了TC4/TNM钎焊接头的界面组织和形成机理以及钎焊温度对界面组织和剪切强度的影响规律。结果表明：钎焊温度900～980 ℃时接头的组织为TC4/细小网篮状(α+β)-Ti/γ-(Ti,Zr)2(Cu,Ni) + α-Ti/Ti3Al/TNM,随钎焊温度升高,钎缝中硬脆的γ相减少、韧性的α-Ti增加。钎焊温度1000 ℃和1020 ℃时,接头的界面反应层由三层演变成两层且对应的物相分别是韧性差的粗针状(α+β)-Ti和Ti3Al,粗针状(α+β)-Ti随温度升高进一步粗化。钎焊接头剪切强度随温度升高先增加后减小,钎焊温度980 ℃时剪切强度达到最大值494.83 MPa。剪切测试的钎焊接头均脆性断裂于TNM侧的钎缝中。     

Microstructure and shear strength of the brazed joint of Ti（C,N）-based cermet to steel

Firm joins were obtained between Ti(C,N)-based cermet and steel with Ag-Cu-Zn-Ni filler metal by vacuum brazing. The effects of technological parameters such as brazing temperature, holding time, and filler thickness on the shear strength of the joints were investigated. The microstructure of welded area and the reaction products of the filler metal were examined by scanning electron microscopy (SEM), metallographic microscope (OM), energy-dispersive X-ray analysis (EDS), and X-ray diffraction (XRD). The brazing temperature of 870°C, holding time of 15 min, and filler thickness of 0.4 mm are a set of optimum technological parameters, under which the maximum shear strength of the joints, 176.5 MPa, is achieved. The results of microstructure show that the wettability of the filler metal on Ti(C,N)-based cermet and steel is well. A mutual solution layer and a diffusion layer exist between the welding base materials and the filler metal.     

焊接时间及焊接温度对Sn35Bi0.3Ag/Cu焊接接头性能的影响

分别在不同焊接时间和不同焊接温度下制备了Sn35Bi0.3Ag/Cu焊接接头,采用扫描电子显微镜(SEM)、万能拉伸试验机、超声波成像无损探伤检测仪等测试手段,研究了焊接时间(1～9 min)和焊接温度(210～290℃)对Sn35Bi0.3Ag/Cu焊接接头微观结构和力学性能的影响.结果表明,在焊接过程中,Cu元素扩散到焊接界面处,形成了(Cu₆Sn₅,Cu₃Sn)界面层,同时发现生成的Ag3Sn相能够抑制界面层的生长.随着焊接时间的延长或焊接温度的升高,反应层变厚,抗剪强度先增大后减小.对焊接接头断口形貌分析发现,焊接接头的断裂由Bi相颗粒及Cu₆Sn₅颗粒共同作用.焊接接头的断裂发生在IMC/焊料一侧,Bi相颗粒及Cu6Sn5颗粒共同影响着接头的抗剪强度.此外,当焊接时间为3 min、焊接温度为230℃时,接头的钎着率最大,为99.14%,抗剪强度达到最大值,为51.8 MPa.     

Bonding of Al2O3 ceramic and Nb using transient liquid phase brazing

The brazing of Al2O3 to Nb was achieved by the method of transient liquid phase (TLP) bonding. Ti foil and Ni-5V alloy foil were used as interlayers for the bonding. The base materials were brazed at 1423-1573 K for 1-120 min. The results show that the shear strength of the joint first increases and then decreases with increasing holding time and brazing temperature. The joint interface microstructure and elements distribution were investigated. It can be concluded that a composite structure, in which the base metals are solid solution Nb(V) and Nb(Ti) reinforced by Ni3Ti, is formed when the brazing temperature is 1473 K and holding time 15 min, and a satisfactory joint strength can be achieved. The interaction of Ti foil and Ni-5V foil leads to the formation of liquid eutectic phase with low melting point, at the same time the combination of Ti come from the interlayer with O atoms from Al2O3 results in the bonding of Al2O3 and Nb.     

低真空条件下铝基复合材料扩散焊接工艺

以Al2O3p/6061Al铝基复台材科为对象．研究了在低真空条件下的直接扩散焊接和6061Al铝箔作为中间层的扩散焊接工艺。分析了焊接温度．保温时间与不同焊接工艺所得接头微观组织及强度的关系。同时．分析了低真空度和夹具对接头性能的影响。试验结果表明．两种焊接工艺所得接头强度随温度变化的规律以600℃和640℃为界分为三个阶段．并且随保温时间的延长有所提高。在较高的温度下．压力和液态金属的作用促使氧化膜破碎,有利于接头强度的提高。     

CuSnTi钎料焊膏与焊片钎焊性能对比

为验证CuSnTi_8-5焊膏的熔化条件可以使用与焊片相同的焊接工艺,以及其钎焊接头性能不低于焊片接头性能,分别使用差热分析(DSC)、铺展性试验及测试接头力学性能,并使用扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS)对接头进行组织分析,研究比较了焊膏与焊片相关性能表现。试验结果表明,CuSnTi_8-5焊膏与焊片有着接近的固液相温度,其完全满足焊片的焊接工艺;焊膏的润湿铺展性能优于焊片,且其钎焊接头强度高于焊片接头。分析其原因,在于同样的钎焊温度下,焊膏与基材作用时间长,可获得更多的润湿动能,因此呈现更高的铺展系数。另外,焊片无法像焊膏在焊缝周围形成明显的润湿圆角,影响了接头力学性能。通过组织分析,二者钎缝与母材间形成的Cu-Ti固溶体状态不同是造成了润湿性与接头力学性能差异的原因。     

Ti(C_(1-x)N_x)粉末制备工艺研究

研究了碳热还原反应制备Ti(C1-xNx)时,原料成分C/Ti配比、反应温度、保温时间、氮气流量等因素对x值的影响。根据金属陶瓷产品的性能要求,通过准确控制这些因素,可制备出成分优良的不同Ti(C1-xNx)陶瓷粉末。制备了三种C﹑N成分含量的Ti(C1-xNx)粉末,并分别通过XRD衍射和SEM电镜扫描研究了它们的组织结构与形貌特征,找出了x值对Ti(C1-xNx)粉末晶格常数的影响规律,随着Ti(C1-xNx)中固溶N的含量的增多,其晶格常数逐渐变小。     

TC4钛合金和YG8硬质合金的钎焊工艺

针对钛合金和YG8型硬质合金异种材料的真空钎焊工艺和接头可靠性问题展开研究,采用润湿性实验、金相显微镜、显微硬度计、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等实验及测试手段,对Ag94AlMn钎焊试样接头的微观组织结构、维氏硬度、接头剪切强度等进行试验分析。结果表明,银基钎料与钛合金、硬质合金界面冶金结合良好,焊缝表面组织均匀,无微裂纹。钎缝组织为Ag基固溶体,硬质合金母材Co、W元素和钛合金母材Ti、V元素向钎缝内扩散甚少,几乎不发生母材溶蚀;TC4与YG8真空钎焊异种金属真空钎焊,选择银基钎料以及钎焊温度920℃、保温时间10 min的工艺参数,接头剪切强度最高。     

Effects of Joining Conditions on Microstructure and Mechanical Properties of C_f/Al Composites and TiAl Alloy Combustion Synthesis Joints

Cf/Al composites and TiAl alloy were joined by combustion synthesis in different joining conditions.Effects of additive Cu,joining temperature and holding time on joint microstructure and shear strength were characterized by employing DTA,SEM,EDS,XRD and shear test.Results show that the additive Cu in the Ti–Al–C interlayer could significantly decrease the reaction temperature owing to the emergence of Al–Cu eutectic liquid.Reaction degree of the interlayer was influenced by joining temperature and holding time.Due to the barrier action of formed TiAl3 layer,reaction rate of Ti and Al was determined by the atoms diffusion.The reaction between Ti and Al was more sensitive to the joining temperature rather the holding time.The joints shear strength was influenced by joining condition directly.The maximum shear strength of CS joints was 25.89 MPa at 600 °C for 30 min under 5 MPa.Interface evolution mechanism of the CS joint was analyzed based on the experimental results and phase diagram.